(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物である金属板を搬送する搬送手段と、金属板にエッチング液をスプレー状に噴射するエッチングノズルとを備えるエッチング装置において、エッチングノズルが、前記金属板上に形成されるスプレーパターンが互いに重なりあわないように配置されていることを特徴とするエッチング装置。
【請求項２】
前記スプレーノズルが、被加工物の搬送方向とは直交方向に揺動することを特徴とする請求項１記載のエッチング装置。
【請求項３】
搬送手段上を移動する被加工物である金属板に対して、エッチング液をスプレー状に噴射してエッチング加工を行うエッチング方法において、前記金属板上に形成されるスプレーパターンが互いに重なりあわないように噴射することを特徴とするエッチング方法。
【請求項４】
前記スプレーノズルを、被加工物の移動方向とは直交する方向に揺動させることを特徴とする請求項３記載のエッチング方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はリードフレームなどのエッチングパーツやテレビ、コンピューターなどのディスプレーのブラウン管中に用いられるシャドウマスク等を製造するエッチング装置およびエッチング方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、リードフレームの微細加工化やシャドウマスクの高精細化、大画面化が進み、それに伴い加工寸法精度の要求も従来と比べ厳しくなったため、現行の製造装置で要求される特性、特に加工寸法精度を満たすことは困難な状況にある。
【０００３】
特にシャドウマスクではリードフレーム等のエッチングパーツとは異なり、多くの場合、加工エリアのほぼ全面が１つのシャドウマスクとなるためエッチング装置による加工箇所での寸法のバラツキが製品に与える影響は大きい。
【０００４】
一般にリードフレームやシャドウマスクを製造するウエットエッチング装置はスプレーノズルより噴射したエッチング液を加工物に噴霧する事により、加工物表面での化学反応生成物の除去と化学反応種の供給を促進させ、より高速で異方性の高い加工を可能としている。その加工速度はスプレー圧力のおよそ１／２乗に比例し、スプレー圧力が高いほど高速で異方性の高い加工が可能である。
【０００５】
また、加工物の加工位置のエッチング速度の差による加工ムラを排除する目的で、加工物上に形成されるスプレーパターンに重なり合いをもたせ、加工物全面にスプレー噴射を行うことが通例である。更に、連続的に一貫した加工物を搬送し加工する方法（ロールトゥロールと呼ばれる）では、加工物表面にスプレー噴射により供給されたエッチング液が滞留し化学反応種の置換を妨げる原因となるため、スプレーノズルを加工物の搬送方向に対し垂直な方向に揺動し、加工物幅方向への液流れを隆起し、エッチング液の加工物上への滞留を軽減している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
昨今テレビやコンピュータディスプレーの高精細化やリードフレーム等エッチングパーツの高密度実装の要求により加工物の微細加工化が進んでいる。そのため、より以上の異方性加工が必要となるが、一般的なウエットエッチング装置では限界があり、異方性の高い加工を目的としてスプレー圧力を大幅に挙げることはいたずらに加工装置を大規模化することになり実用的とは言い難い。
【０００７】
またテレビやコンピュータディスプレーの大型化や生産能力向上を目的として加工物の大型化が進んでいるため、特に加工物幅方向の大きさが増し、加工物上でのエッチング液の滞留の軽減が困難となり、従来の方法のみでは化学反応種の置換が不十分となってきている。そのため、加工ムラが発生しシャドウマスクの要求品質を満たすことが困難であり、またその他のエッチングパーツを含めて工程収率を著しく低減させる結果となる。
本発明は、被加工物が大型化した場合でも、高い異方性加工が可能で加工ムラの少ないエッチング加工を行うことが可能なエッチング装置およびエッチング方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は係る課題を解決するものであり、本発明の請求項１の発明は、被加工物である金属板を搬送する搬送手段と、金属板にエッチング液をスプレー状に噴射するエッチングノズルとを備えるエッチング装置において、エッチングノズルが、前記金属板上に形成されるスプレーパターンが互いに重なりあわないように配置されていることを特徴とするエッチング装置としたものである。
【０００９】
本発明の請求項２の発明は、前記スプレーノズルが、被加工物の搬送方向とは直交方向に揺動することを特徴とする請求項１記載のエッチング装置としたものである。
【００１０】
本発明の請求項３の発明は、搬送手段上を移動する被加工物である金属板に対して、エッチング液をスプレー状に噴射してエッチング加工を行うエッチング方法において、前記金属板上に形成されるスプレーパターンが互いに重なりあわないように噴射することを特徴とするエッチング方法としたものである。
【００１１】
本発明の請求項４の発明は、前記スプレーノズルを、被加工物の移動方向とは直交する方向に揺動させることを特徴とする請求項３記載のエッチング方法としたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明では被加工物上に形成されるスプレーパターンの重なり合いを排除するようなノズル配置を特徴としている。複数個ノズルを使用してエッチング加工を行う場合、従来噴射領域のムラがなくなるような配慮として被加工物上のスプレーパターンが重なるようなノズル配置をとることが通例であるが、逆にスプレーパターンの重なり合い部分が干渉して、被加工物上の液残留を促進し、また化学反応種の置換の妨げとなることが本発明の検討において確認され、このスプレー干渉による被加工物上へのエッチング液の滞留が加工ムラを起こす大きな要因の一つであることが判明した。
一般にスプレーノズルとしては目的に応じ、スプレー噴射角度やスプレー噴射量がさまざまであるが本発明のウエットエッチング装置のように被加工物上に出来るスプレーパターンに留意することにより、加工ムラのないエッチング加工が可能となる。
【００１３】
また、本発明では現状使用している装置へも、スプレーパイプとノズル間に所望の長さを有するアダプターを設置することで同様の効果を得ることが出来るため、大幅な装置改造を伴うことなく、現状使用のエッチング装置への展開が可能である。
また、スプレーノズル先端のスプレーパイプからの距離がスプレーパイプと被加工物間の距離の１／４以上とすることが好ましい。
スプレーの実効圧力はスプレーノズル先端と被加工物間の距離の１／２乗に反比例することが経験的に分かっており、その距離を短くすることによってスプレーポンプ等の能力を過剰に上げることなく見かけ上のスプレー圧力上昇が可能である。その結果、異方性加工を促進することが可能であり、微細加工への対応を可能とする。
更にスプレーノズルを、加工物の搬送方向に対し垂直な方向に揺動し、加工物幅方向への液流れを隆起し、エッチング液の加工物上への滞留を軽減することもできる。このとき、スプレーノズルを揺動させた際にスプレーノズルが長いほうが、先端の揺動量が大きくなり、効果的な揺動が行えるものである。
このとき、スプレーパターンはお互いに重なり合うようになるが、スプレーノズル先端のスプレーパイプからの距離がスプレーパイプと被加工物間の距離の１／４以上とし、スプレーノズルを長くすることによって重なり量を減らすことが出来る。なお、スプレーノズル全体を前後左右等位置を変えるように揺動した場合は、スプレーパターンの重なりは発生しない。
【００１４】
【実施例】
本発明の一実施例を以下に示す。
図１は本発明のエッチング装置の実施例の内部の概略を側面で示した説明図である。図で、パイプ２は紙面の裏から表方向に延びている。パイプを通してエッチング液が供給される。スプレーノズル３から、放射状にエッチング液４が被加工物１に対してスプレーされる。図３はこのスプレーノズル３の使用例を横方向から観察した説明図である。スプレーノズル３は、図３に示すように噴射部８と、アダプター７から構成されており、パイプ２に接続されている。被加工物は搬送手段１１によって、紙面の裏から表方向に搬送されている。搬送手段は図１のように軸１２に、楕円状のコマ１３が通されているものが、被加工物の下部にエッチング液が滞留せずに、好ましく実施した。ただこれに特に限定されるものではない。図２（ａ）は本発明の実施例のエッチング装置で加工を行う際の、被加工物１上の非揺動時の状態を上方から観察したスプレーパターンの説明図である。被加工物１上のスプレーパターン５は、お互いに接していた。
【００１５】
本実施例のエッチング装置のエッチングチャンバー長が２ｍ、幅が1ｍであり、ノズルは被加工物搬送方向に対し垂直方向に２列、互い違いに配置した。そのとき、ノズルの噴射口の上から見た位置が図２（ａ）の円の中心になるように、パイプ間隔、ノズル等を設置した。隣接ノズル間の距離は１４２ｍｍとした。スプレーパイプ２と被加工物間の距離が２００ｍｍであり、スプレーパイプ２が被加工物上方に配置されるエッチング装置でエッチング加工を行った。スプレーノズル３はスタイネン製ＳＭ２０２（スプレー噴射角度７０°）を用い、スプレーノズル３の被加工物１幅方向への揺動はスプレーパイプ２を中心として左右に３７．５°、揺動回数は３０回/分で行った。ノズル先端位置が被加工物１から１００ｍｍとなるように噴射部８とエッチング液４の供給パイプ２の間にアダプター７を設置した。
【００１６】
エッチング液として塩化第二鉄液を用い、比重を１．４８、液温度を７０℃とし、スプレー圧力を０．３ＭPaとして、被加工物１に対してスプレー噴射を行った。被加工物１は０．２２ｍｍの厚さの純鉄板上に耐食性レジストが形成され、直径２００μｍの円が５００μｍ間隔に配置された形で耐食性レジストが除去されたものであり、被加工物１の幅は６００ｍｍ、搬送方向の長さが１０ｍであるものを搬送速度０．４ｍ／分で搬送した。
図２（ａ）は本発明の実施例のエッチング装置で加工を行う際の被加工物１上の非揺動時の状態を上方から観察したスプレーパターンの説明図である。上記の状態で、被加工物１上に形成されるスプレーパターン５は、図２（ｂ）に示すような従来のエッチング装置のように、被加工物１上のスプレーパターン５互いに重なり合い、液干渉部６が発生するということはなかった。
【００１７】
被加工物の形状をみてみると、エッチング深さが１２０μｍであり、金属板に形成された円の直径が２９５μｍであった。被加工物幅方向のエッチング深さのバラツキは標準偏差で０．１５μｍであった。
【００１８】
これに対し、スプレーノズル先端距離を調整するアダプタを使用せず、同様の条件でエッチング加工を行うと、エッチング深さが１００μｍ、金属板に形成された円の直径が２９５μｍであり、
被加工物幅方向のエッチング深さのバラツキは標準偏差で０．２５μｍとなるため、本発明の効果が確認された。
【００１９】
【発明の効果】
本発明により被加工物の大型化に伴う問題を解決し、高い異方性加工が可能で加工ムラの少ないウエットエッチング装置とすることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のエッチング装置の実施例の内部の概略を側面で示した説明図である。
【図２】エッチング装置で加工を行う際の被加工物上の状態を上方から観察したスプレーパターンの説明図で（ａ）は本発明の実施例、（ｂ）は従来のエッチング装置での例である。
【図３】本発明のエッチング装置の実施例にかかるスプレーノズルの使用例を横方向から観察した説明図である。
【符号の説明】
１・・・・被加工物
２・・・・スプレーパイプ
３、８・・スプレーノズル
４・・・・スプレー噴射部分
５・・・・被加工物上のスプレーパターン
６・・・・液干渉部
７・・・・アダプタ
【図１】
0003654162.tif 000002
【図２】
0003654162.tif 000003
【図３】
0003654162.tif 000004