專利名稱:用光刻法處理薄金屬片的方法
本發(fā)明涉及使用光刻技術處理薄金屬片的方法，例如，這種方法能應用于電視接收機顯像管中的陰罩的微制作。
在用于彩色顯像管的陰罩的制作中，光刻技術用來形成陰輥材料中的圓形的或狹縫的孔隙以使電子束從其中通過。更特殊地，在一個拉長的、帶狀金屬片諸如展性軟鋼片或殷鋼片的表面形成一個光刻膠層，在暴光、沖洗等步驟后產(chǎn)生一個保護層，一種腐蝕液噴灑到金屬薄片的表面以將通過保護層孔隙暴露的金屬片部分溶解從而在金屬片上形成所期望的孔隙。
其中，如在陰罩的情況下，對孔隙尺寸要求有高精度，通常的方法是在金屬片上形成具有圖案影像的保護層并向其上噴灑一種腐蝕液以達到這種要求。本發(fā)明的目的是提供一種對此種技術改進的方法。
欲被處理的拉長的帶狀金屬片是超薄的，例如，具有約0.05毫米的厚度，對于每個加工步驟均要向前運動的金屬片，在其環(huán)繞輥筒的腹部可能破裂。為了避免這種破裂就需要使連續(xù)生產(chǎn)線上的金屬片的傳送履帶盡可能地平以使金屬片的卷繞運動最小。這就產(chǎn)生了生產(chǎn)設備的長度大大增加的問題。既使金屬片是薄板狀并且其傳送履帶是平的，如果金屬片極薄，由于處理溶液的沖力，金屬片也會起皺或破裂，造成加工的困難。
本發(fā)明已被用來解決上述現(xiàn)有技術中的問題。因此，本發(fā)明的目的是提供一種蝕刻薄金屬片的方法，在利用已有生產(chǎn)設備傳輸金屬片的過程中不存在金屬片破損現(xiàn)象，并且形成保護層、腐蝕金屬片和從金屬片上除去保護層的步驟與已有技術相同。
本發(fā)明利用這樣一個事實來達到上述目的，即一薄金屬片通過僅從其一個面來腐蝕就能被高精度地開孔。也就是說，如果金屬片是薄的，僅向其一個面加上腐蝕液就能有效地蝕刻此金屬片，使透過其材料厚度達到另一面，并且產(chǎn)生的孔隙具有最佳造型。本發(fā)明基于此事實，并向薄金屬片上不加腐蝕液的一面附加一個支承片，以此加固金屬片。這樣加固的金屬片在其傳輸過程中就不會發(fā)生破損。
更具體地，根據(jù)本發(fā)明的第一種情況，處理薄金屬片的方法包括的步驟為在金屬片的某個表面上固定地復蓋一支承片;在金屬片的另一面加光刻膠材料以形成一光刻膠層;將所期望的圖案影像暴光在此光刻膠層上;在此光刻膠層上加顯影液以在此層上顯出圖案像，借此將具有一個所期望圖案的金屬片表面顯露出來;在此金屬片表面加腐蝕液以腐蝕此金屬片表面的暴露部分;清除金屬片上的光刻膠層;以及將支承片從金屬片上移去。
根據(jù)本發(fā)明的第二種情況的處理方法包括下列步驟分別在支承片的正反兩面固定地復上金屬片;向金屬片加一種光刻膠材料以在其上形成光刻膠層;將所期望的圖案像暴光在光刻膠層上;向光刻膠層上加顯影液以使光刻膠層上的圖案顯影，從而使具有所期望圖案的金屬片表面顯露;向金屬片表面加一種腐蝕液以將如此被暴露出來的金屬片表面腐蝕;從金屬片上除去光刻膠層;從支承片上取出金屬片。
按照本發(fā)明的第一種情況，金屬片和支承片被層疊為一個單元，所得的組合結構具有加強了的堅固性。如此加固的金屬片經(jīng)受如下加工步驟作一個光刻膠層，將膠層弄干，將其暴露在光線下，顯影圖案影像，及加腐蝕液。因此，即使是薄的金屬片，完全避免了由于它的縱向卷繞運動或處理液沖擊所造成的破損。當金屬片足夠薄時，可僅從其一個面上腐蝕來達到令人滿意的孔隙成形精度。
按照本發(fā)明的第二種情況，一對金屬片被加到一個支承片的正反兩面，并同時被加工。這使得陰罩等的制作實現(xiàn)了已有技術生產(chǎn)率的兩倍。
本發(fā)明其它特點和優(yōu)點將從下列說明中體現(xiàn)出來。
圖1(A)-(H)為金屬片在根據(jù)本發(fā)明第一種情況的各種處理步驟中的局部垂直剖面圖。
圖2(A′)-(H′)類似于圖1(A)-(H)，用來說明本發(fā)明的第二種情況。
圖1(A)-(H)為一個拉長的、帶狀金屬片在各種加工步驟中的局部垂直剖面圖，說明了根據(jù)本發(fā)明第一種情況的加工金屬片的方法。首先，從金屬片11，例如圖1(A)中所示的超薄鋼片上除去油脂。然后一個由人造樹脂制成的支承片12和所含的粘附層13加在金屬片11的背面，如圖1(B)所示。接著，向支承在支承片12上的金屬片11的正面加一種水溶性的或油溶性的光刻膠材料。該光刻膠材料被干燥，在金屬片11的正面形成一個光刻膠層14，如圖1(C)所示。一種干的薄膜保護層可以用來代替液態(tài)的光刻膠材料。之后，如圖1(D)所示，一個單獨制備的圖案原模被緊貼放在光刻膠層14上并且光L被投射在其上以將圖案暴光到光刻膠層14上。圖像通過利用一種顯影液被顯影，隨后定影處理、漂洗、干燥和燒制，產(chǎn)生如圖1(E)所示的具有一個所期望圖案的保護層16。在所描述的具體實例中，一種負型的光刻膠材料用來形成保護層，當然也可改而用正型的光刻膠材料。接著，一種腐蝕液被噴灑在被保護層16蓋住的金屬片11的表面，腐蝕掉金屬片11上透過保護層16的孔隙暴露在外的部分。這樣造成了金屬片11上形成的縫隙18，如圖1(F)所示。在該腐蝕步驟中，由于金屬片11的背面被支承片12緊貼著，腐蝕液將不會流到金屬片11的背面去。所以，金屬片11被精確地腐蝕成所期望的形狀，腐蝕步驟后接著是漂洗步驟，然后將保護層16從金屬片11上除去，如圖1(G)所示。在進一步的漂洗步驟后，最終，支承片12被從金屬片11的背面剝?nèi)?，得到一個包括刻有重多縫隙18的金屬片11的陰罩。
圖2(A′)-(H′)為按照本發(fā)明第二種情況的金屬片加工方法說明的局部垂直剖面圖。在該加工方法中，如在前面第一種方法中一樣，縫隙通過圖2(A′)-(H′)所示的步驟被成形在金屬片上。按第二種情況的處理方法與前述方法的不同之處在于，它是同時處理二個金屬片而不是一個。如圖所示，該第二種方法使用了由人造(合成)樹脂材料形成的支承片12′和在其兩面所含的粘附層13′，并且兩個拉長的、帶狀材料片11′被貼在支承片12′的正反兩個面上。這樣，兩個金屬片11′穿過同一塊支承片12′面面相對。因此，可以說，按照本發(fā)明的第二種情況的方法是按照第1種情況的方法的兩倍效果。在圖2(A′)-(H′)描述的方法中，通過向相對的金屬片11′用相同的圖案印像便制作出相同的產(chǎn)品。但是，本方法也可對兩個金屬片11′使用不同的圖案影像。
下面將描述本發(fā)明的一個實際應用例。首先，將具有25微米厚的超薄冷軋鋼片的表面用三氯乙烯(trichlene)除油，如果該表面被沾污的話。然后，沙尼臺克特XA-27(Sanitect XA-27)(商標名;由日本San-ei Kagaku Kogyo K.K.制造)，其為具有50微米厚的寬粘著帶，作為一支承膜被粘附在超薄鋼片的背面。作為其兩個面上有粘附層的支承片使用了Duplex Adhesive Tape第532號(日本Nitto Denki Kogyo K.K.制造)，所述超薄鋼片的背面被粘附到這種帶子的每個正反兩面。接著，通過5份10%濃度的酪蛋白含水溶液(酪蛋白是一水溶性高分子組合物)與1份3.5%重量/體積百分比的氯化銨重酪酸鹽含水溶液的混合來制備成一種具有感光性的溶液。使用一個棒涂層裝置在鋼片表面加一層適當厚度的此種具有感光性的溶液，然后在100～150℃溫度下加熱干燥5分鐘，結果，一種約7微米厚的具有感光性的或光刻膠層在超薄鋼片的表面形成。然后，一個圖案原模被緊貼在這層具有感光性的表面層上，并在一5千瓦的金屬鹵化物燈下，距離50厘米暴光20秒鐘。暴光后，用一具有20公斤/厘米壓力的自來水噴射到其具有感光性的表面層上來顯影此圖案像。這除去了在暴光階段中與模子變黑部分緊緊接觸的那部分感光層，借此在感光層上形成縫隙，鋼片表面透過此感光層被暴露。接著，通過將鋼片浸到3%重量/體積比的無水鉻酸中，經(jīng)40秒以進行硬化處理，然后用水漂洗鋼片洗去留在其上的酸液。脫水后，將此鋼片在200℃～250℃的溫度下焙燒2分鐘以增加表面保護。接著，一42%的三氯化鐵的含水溶液在45℃溫度下以2公斤/平方厘米的壓力被噴到此鋼片上，從而通過鋼片的暴露部分形成縫隙。此鋼片在蝕刻后被漂洗，其后是除去表面層的步驟，這時，將帶保護層的鋼片浸到一苛性蘇打含水溶液與表面活性劑相混合的溶液中并加熱到90℃，當保護層被除去后，再次漂洗此鋼片，最后從此鋼片的背面將粘附帶卷下，這樣完成了一具有多重孔隙的超薄鋼片的制作。支承片的長度最好與拉長的帶狀超薄鋼片的長度相同，但這一點不是必須的。例如，許多短的支承膜也可加到拉長的帶狀金屬片的背面，這種支承片以部分重疊的形式連續(xù)地相互連接，借此防止蝕刻溶液接觸到金屬片的背面。因此，在本發(fā)明中，支承片的長度不受限制，進一步，金屬片可以是薄片形的而不具有拉長的帶狀外形。
權利要求
1.一種處理薄金屬片的方法，其特征在于包括下列步驟將一支承片固定地加在所述金屬片的任何一個表面上；向所述金屬片的另一表面加一種光刻膠材料以在其上形成一個光刻膠層；向所述光刻膠層上暴光所期望的圖案影像；向所述光刻膠層上加顯影液以使所述光刻膠層上的所述圖案像顯影，從而露出一具有所期望的圖案的金屬片表面；向所述金屬片的表面加腐蝕液以腐蝕所露出的所述金屬片表面；從所述金屬片上清除所述光刻膠層；以及從所述金屬片上除去所述支承片。
2.一種處理薄金屬片的方法，其特征在于包括下列步驟固定地將所述金屬片加到一個支承片的正反兩面;分別地向所述金屬片加光刻膠材料以使在其上形成光刻膠層;在所述光刻膠層上暴光所期望的圖案影像;向所述光刻膠層上加顯影液以將所述光刻膠層上的所述圖案像沖洗出來，從而暴露具有所期望圖案的金屬片表面;向所述金屬片表面上加一種腐蝕液以將所述的暴露出的金屬片表面腐蝕;從所述金屬片上除去所述光刻膠層;及從所述支承片上取出所述金屬片。
專利摘要
一種制造有孔陰罩的處理薄金屬片的光刻方法。所述方法利用了一個支承層來支承金屬薄片。在金屬片上形成一個光刻膠層以確定圖案影像。透過確定圖案影像的光刻膠層的孔隙向金屬片表面供給一種腐蝕液以腐蝕金屬表面。然后將光刻膠層從金屬片上除去，并將金屬片從支承片上取出。最終的金屬片形成具有多重孔隙的陰罩。分別將兩個金屬片置于支承片的正反兩面并同時處理兩個金屬片，生產(chǎn)率可提高一倍。
文檔編號H05K3/06GK87102767SQ87102767
公開日1987年10月28日 申請日期1987年4月10日
發(fā)明者山本紀雄, 川崎騰, 神鳥武文, 安滕良一 申請人:大日本網(wǎng)目版制造株式會社導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan