JP7801577B2 - Method for manufacturing stainless steel plate and method for manufacturing light-emitting device using stainless steel plate - Google Patents
Method for manufacturing stainless steel plate and method for manufacturing light-emitting device using stainless steel plateInfo
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Description
本開示は、ステンレス板の製造方法及びステンレス板を用いた発光装置の製造方法に関する。 This disclosure relates to a method for manufacturing a stainless steel plate and a method for manufacturing a light-emitting device using a stainless steel plate.
特許文献1には、ステンレス鋼板のエッチング加工においてフォトレジスト塗布を行う際の前処理として、ステンレス鋼板表面の酸化被膜をりん酸溶液またはりん酸と硝酸との混合溶液で処理して除去することが開示されている。これによりステンレス鋼板とフォトレジストとの密着性を向上させ、エッチングによりステンレス鋼板にパターンを形成する。 Patent Document 1 discloses that, as a pretreatment before applying photoresist during etching of stainless steel sheets, the oxide film on the surface of the stainless steel sheet is removed by treating it with a phosphoric acid solution or a mixed solution of phosphoric acid and nitric acid. This improves adhesion between the stainless steel sheet and the photoresist, allowing a pattern to be formed on the stainless steel sheet by etching.
エッチングパターンが形成されたステンレス板の製造方法及びステンレス板を用いた発光装置の製造方法を提供する。 We provide a method for manufacturing a stainless steel plate with an etching pattern and a method for manufacturing a light-emitting device using the stainless steel plate.
実施形態により開示されるステンレス板の製造方法は、水溶性のポリオキシエチレンアルキルエーテルりん酸エステル又はその塩を少なくとも1種以上含有した水溶液にステンレス板材の少なくとも一部を浸漬処理または前記水溶液を前記ステンレス板材の少なくとも一部にスプレー処理する塗布工程と、 前記ステンレス板材の前記水溶液が塗布された表面にフォトレジストをパターン形成するレジスト形成工程と、前記フォトレジストから露出する前記ステンレス板材の表面をエッチングするエッチング工程と、をこの順に備える。 The method for manufacturing a stainless steel plate disclosed in the embodiment comprises, in this order: an application step in which at least a portion of a stainless steel plate is immersed in an aqueous solution containing at least one water-soluble polyoxyethylene alkyl ether phosphate ester or salt thereof, or the aqueous solution is sprayed onto at least a portion of the stainless steel plate; a resist formation step in which a photoresist pattern is formed on the surface of the stainless steel plate to which the aqueous solution has been applied; and an etching step in which the surface of the stainless steel plate exposed from the photoresist is etched.
実施形態により開示される発光装置の製造方法は、請求項1~8の何れか1項に記載の前記ステンレス板を用いて発光装置を製造する工程において、前記エッチング工程で形成されたエッチングパターンを画像認識する。 The method for manufacturing a light-emitting device disclosed in the embodiment includes, in the process of manufacturing a light-emitting device using the stainless steel plate described in any one of claims 1 to 8, image recognition of the etching pattern formed in the etching process.
本開示によれば、エッチングパターンが形成されたステンレス板の製造方法及びステンレス板を用いた発光装置の製造方法を提供することができる。 This disclosure provides a method for manufacturing a stainless steel plate having an etching pattern formed thereon and a method for manufacturing a light-emitting device using the stainless steel plate.
本明細書または特許請求の範囲において、三角形や四角形などの多角形に関しては、多角形の隅に角丸め、面取り、角取り、丸取り等の加工が施された形状も含めて、多角形と呼ぶものとする。また、隅(辺の端)に限らず、辺の中間部分に加工が施された形状も同様に、多角形と呼ぶものとする。つまり、多角形をベースに残しつつ、部分的な加工が施された形状は、本明細書及び特許請求の範囲で記載される“多角形”の解釈に含まれるものとする。 In this specification and claims, polygons such as triangles and quadrilaterals are referred to as polygons, including shapes in which the corners have been rounded, chamfered, corner-cut, rounded, etc. Furthermore, shapes in which processing has been applied not only to the corners (edges of the sides) but also to the middle of the sides are also referred to as polygons. In other words, shapes that have been partially processed while retaining the polygonal base are included in the interpretation of "polygon" as described in this specification and claims.
また、多角形に限らず、台形や円形や凹凸など、特定の形状を表す言葉についても同様である。また、その形状を形成する各辺を扱う場合も同様である。つまり、ある辺において、隅や中間部分に加工が施されていたとしても、“辺”の解釈には加工された部分も含まれる。なお、部分的な加工のない“多角形”や“辺”を、加工された形状と区別する場合は“厳密な”を付して、例えば、“厳密な四角形”などと記載するものとする。 The same applies to words that describe specific shapes, such as trapezoids, circles, and irregularities, not just polygons. The same also applies when dealing with the sides that make up that shape. In other words, even if the corners or middle of a side have been modified, the interpretation of "side" includes the modified parts. Note that when distinguishing a "polygon" or "side" that has no partial modification from a modified shape, the word "strict" is added, for example, "strict quadrilateral."
また、本明細書または特許請求の範囲において、上下、左右、表裏、前後、手前と奥などの記載は、相対的な位置、向き、方向などの関係を述べるに過ぎず、使用時における関係と一致していなくてもよい。また実施形態の用語における上面視とは、ステンレス板材のパターンを形成した面、またはステンレス板材のパターンを形成する予定の面に向かって見ることをいう。したがって、ステンレス板材のパターンを形成した面、またはステンレス板材のパターンを形成する予定の面が上面(表)であり、その反対側が下面(裏)である。 In addition, in this specification or claims, terms such as up and down, left and right, front and back, front and back, front and back, front and back, etc. merely describe relative positions, orientations, directions, etc., and do not necessarily correspond to the relationships that exist during use. Furthermore, the term "top view" used in the embodiments refers to a view looking toward the surface of the stainless steel plate on which the pattern has been formed, or the surface of the stainless steel plate on which the pattern is to be formed. Therefore, the surface of the stainless steel plate on which the pattern has been formed, or the surface of the stainless steel plate on which the pattern is to be formed, is the top surface (front), and the opposite side is the bottom surface (back).
本開示の実施形態に係るステンレス板の製造方法について図面を参照しながら詳細に説明する。但し、以下に示す形態は、本実施形態の技術思想を具現化するための製造方法を例示するものであって、以下に限定するものではない。また、実施形態に記載されている構成部の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本開示の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさ、位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。また、以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており詳細説明を適宜省略する。断面図として、切断面のみを示す端面図を用いる場合がある。 A method for manufacturing a stainless steel plate according to an embodiment of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. However, the embodiments shown below are merely examples of manufacturing methods for embodying the technical concept of the present embodiment, and are not limited to the following. Furthermore, unless otherwise specified, the dimensions, materials, shapes, relative positions, etc. of the components described in the embodiments are not intended to limit the scope of the present disclosure, and are merely illustrative examples. Note that the size, positional relationships, etc. of components shown in each drawing may be exaggerated for clarity. Furthermore, in the following description, the same names and symbols indicate the same or similar components, and detailed description will be omitted as appropriate. End views showing only the cut surface may be used as cross-sectional views.
<第1実施形態>
図1、図2(A)~図2(F)及び図3を参照して、第1実施形態に係るステンレス板の製造方法を説明する。図1は、本実施形態に係るステンレス板の製造方法を表すフローチャートである。図2(A)~図2(F)は、本実施形態に係るステンレス板の製造方法を説明するための断面図である。図3は、本実施形態に係るステンレス板の製造方法において、りん酸エステル界面活性剤の作用を説明するための模式図である。
First Embodiment
A method for manufacturing a stainless steel plate according to a first embodiment will be described with reference to Figures 1, 2(A) to 2(F), and 3. Figure 1 is a flowchart showing the method for manufacturing a stainless steel plate according to this embodiment. Figures 2(A) to 2(F) are cross-sectional views for explaining the method for manufacturing a stainless steel plate according to this embodiment. Figure 3 is a schematic diagram for explaining the effect of a phosphate ester surfactant in the method for manufacturing a stainless steel plate according to this embodiment.
本実施形態に係るステンレス板の製造方法は、図1に示すように、塗布工程S1と、レジスト形成工程S2と、エッチング工程S3と、をこの順に備える。 As shown in Figure 1, the method for manufacturing a stainless steel plate according to this embodiment includes, in this order, a coating process S1, a resist formation process S2, and an etching process S3.
塗布工程S1は、水溶性のポリオキシエチレンアルキルエーテルりん酸エステル又はその塩を少なくとも1種以上含有した水溶液Pにステンレス板材10の少なくとも一部を浸漬または水溶液Pをステンレス板材10の少なくとも一部にスプレー処理する工程である。 The application step S1 is a step in which at least a portion of the stainless steel plate material 10 is immersed in an aqueous solution P containing at least one water-soluble polyoxyethylene alkyl ether phosphate ester or salt thereof, or the aqueous solution P is sprayed onto at least a portion of the stainless steel plate material 10.
まず、図2(A)に示すように、ステンレス材料からなり、かつ表面の少なくとも一部に酸化被膜を有する板状のステンレス板材10を準備する。本実施形態において、ステンレス板材10はウェットエッチング可能な材料であればいずれのステンレス鋼種でもよい。ステンレス板材10は、例えばオーステナイト系、オーステナイト・フェライト系(二相系)、フェライト系、マルテンサイト系の何れか1種を用いることが大気中の硫化ガスなどの腐食性ガスに対する耐蝕性の観点から好ましい。特に、オーステナイト系であればSUS304またはSUS316、オーステナイト・フェライト系(二相系)であればSUS329J1、フェライト系であればSUS430、マルテンサイト系であればSUS410を用いることが好ましい。また、ステンレス板材10の厚さは例えば0.05mm以上5.00mm以下である。ステンレス板材10の表面粗さについては、後述のフォトレジスト膜20との密着力の観点やエッチング加工精度の観点から、なるべく平滑なものが好ましい。平滑とは、銀めっきリードフレーム業界で一般に使用されている半光沢から光沢外観以上の表面光沢を有することが好ましい。ステンレス板材10の表面の光沢度は、例えばGAM値が0.4以上であることが好ましい。なおGAM値とは、例えばGAM(Graphic Arts Manufacturing)社製のDigital Densitmeter Model 144や日本電色工業株式会社製の微小面色彩計・反射率計VSS7700やデンシトメーター(反射濃度計)ND-11で測定される光沢度の数値である。 First, as shown in FIG. 2(A), a stainless steel plate 10 is prepared. The stainless steel plate 10 is made of a stainless steel material and has an oxide coating on at least a portion of its surface. In this embodiment, any stainless steel grade can be used as long as it is wet-etchable. For example, austenitic, austenitic-ferritic (two-phase), ferritic, or martensitic stainless steels are preferred for the stainless steel plate 10 from the standpoint of corrosion resistance to corrosive gases such as sulfide gases in the atmosphere. In particular, SUS304 or SUS316 is preferred for austenitic stainless steels, SUS329J1 for austenitic-ferritic (two-phase) stainless steels, SUS430 for ferritic stainless steels, and SUS410 for martensitic stainless steels are preferred. The thickness of the stainless steel plate 10 is, for example, 0.05 mm or more and 5.00 mm or less. The surface roughness of the stainless steel plate 10 is preferably as smooth as possible from the standpoints of adhesion to the photoresist film 20 (described below) and etching accuracy. By "smooth," it is preferable to mean a surface gloss that is at least semi-glossy or glossy, as commonly used in the silver-plated lead frame industry. The surface gloss of the stainless steel sheet material 10 preferably has a GAM value of 0.4 or higher. The GAM value is a numerical value of gloss measured, for example, with a Digital Densitmeter Model 144 manufactured by GAM (Graphic Arts Manufacturing) or a micro-surface colorimeter/reflectometer VSS7700 or densitometer (reflection density meter) ND-11 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.
ステンレス板材10は、塗布工程S1の前に、表面に付いた油、錆及びよごれを脱脂処理によって除去する(清浄化する)ことが好ましい。脱脂処理としては、炭化水素系の溶剤浸漬、蒸気洗浄、アルカリ脱脂剤の浸漬またはアルカリ電解脱脂等の方法を用いることができる。その後、数%の硫酸水溶液や塩酸水溶液で浸漬活性化することが好ましい。 Before the coating step S1, the stainless steel sheet material 10 is preferably degreased to remove (clean) any oil, rust, or dirt on its surface. Degreasing methods include immersion in a hydrocarbon solvent, steam cleaning, immersion in an alkaline degreaser, or alkaline electrolytic degreasing. It is then preferable to activate the sheet by immersion in a few percent aqueous sulfuric acid or hydrochloric acid solution.
ステンレス板材10の脱脂処理の後、ステンレス板材10の表面に水溶性のポリオキシエチレンアルキルエーテルりん酸エステル又はその塩を少なくとも1種以上含有した水溶液Pを塗布する。ポリオキシエチレンアルキルエーテルりん酸エステル又はその塩は、水溶性であればよい。本実施形態で用いる水溶性のポリオキシエチレンアルキルエーテルりん酸エステル又はその塩は、りん酸エステル界面活性剤であり、アニオン界面活性剤に属する。ポリオキシエチレンアルキルエーテルりん酸エステルは、水溶性及び界面活性剤の作用の観点から、化学式(a-1)又は化学式(a―2)で示されるものであることが好ましい。
水溶液Pは、2種以上のポリオキシエチレンアルキルエーテルりん酸エステル又はその塩を含有してもよい。また水溶液Pに含まれるポリオキシエチレンアルキルエーテルりん酸エステル又はその塩が界面活性剤としての性質を維持するために、りん酸二ナトリウムやほう酸等の適切なpH緩衝剤を含有してもよい。また水溶液Pは、ステンレス板材10への濡れ性を向上させるために、化学式(a-1)又は化学式(a―2)で示されるもの以外のアニオン界面活性剤、ノニオン界面活性剤、両性界面活性剤または高分子系界面活性剤を含有してもよい。アニオン界面活性剤は、例えばRCOO-Na+(脂肪酸ナトリウム(石鹸))、ROSO3 -Na+(モノアルキル硫酸塩)、RO(CH2CH2O)mSO3-Na+(アルキルポリオキシエチレン硫酸塩)、RR’CH2CHC6H4SO3-Na+(アルキルベンゼンスルホン酸塩)、ROPO(OH)O-Na+(モノアルキルリン酸塩)である。ノニオン界面活性剤は、例えばRO(CH2CH2O)mH(ポリオキシエチレンアルキルエーテル)、脂肪酸ソルビタンエステル、アルキルポリグルコシド、RCON(CH2CH2OH)2(脂肪酸ジエタノールアミド)、ROCH2CH(OH)CH2OH(アルキルモノグリセリルエーテル)である。両性界面活性剤は、例えばR(CH3)2NO(アルキルジメチルアミンオキシド)、R(CH3)2N+CH2COO-(アルキルカルボキシベタイン)である。高分子系界面活性剤は、例えばポリアリルアミン、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールである。なおR=8~16である。 The aqueous solution P may contain two or more polyoxyethylene alkyl ether phosphate esters or salts thereof. Furthermore, in order for the polyoxyethylene alkyl ether phosphate esters or salts thereof contained in the aqueous solution P to maintain their surfactant properties, the aqueous solution P may contain an appropriate pH buffer such as disodium phosphate or boric acid. Furthermore, in order to improve the wettability of the aqueous solution P to the stainless steel sheet material 10, the aqueous solution P may contain an anionic surfactant, a nonionic surfactant, an amphoteric surfactant, or a polymeric surfactant other than those represented by chemical formula (a-1) or chemical formula (a-2). Examples of anionic surfactants include RCOO - Na + (sodium fatty acid (soap)), ROSO3 - Na + ( monoalkyl sulfate), RO( CH2CH2O ) mSO3 - Na + (alkyl polyoxyethylene sulfate), RR'CH2CHC6H4SO3 - Na + (alkyl benzene sulfonate), and ROPO (OH)O - Na + (monoalkyl phosphate). Examples of nonionic surfactants include RO( CH2CH2O ) mH (polyoxyethylene alkyl ether), fatty acid sorbitan ester, alkyl polyglucoside, RCON( CH2CH2OH ) 2 (fatty acid diethanolamide), and ROCH2CH (OH) CH2OH (alkyl monoglyceryl ether). Examples of amphoteric surfactants include R(CH 3 ) 2 NO (alkyldimethylamine oxide) and R(CH 3 ) 2 N + CH 2 COO − (alkylcarboxybetaine). Examples of polymer surfactants include polyallylamine and polyoxyethylene polyoxypropylene glycol. R=8 to 16.
塗布工程において、水溶液Pに含まれるポリオキシエチレンアルキルエーテルりん酸エステル又はその塩の濃度は0.05g/L以上10.00g/L以下であることが好ましい。より好ましくは0.1g/L以上3.0g/L以下である。ポリオキシエチレンアルキルエーテルりん酸エステル又はその塩の濃度を0.05g/L以上10.00g/L以下とすることにより、ステンレス板材10の表面に水溶性ポリオキシエチレンアルキルエーテルりん酸エステルを含む化合物の膜(以後、水溶性りん酸エステルの膜と称する場合がある。)を形成することができ、ステンレス板材10とフォトレジスト膜20とを強く密着させることができる。また、ポリオキシエチレンアルキルエーテルりん酸エステル又はその塩の濃度が10.00g/L以下であるため、水溶液Pをステンレス板材10に塗布した後の水洗で無駄に消費することがなく、経済的である。 In the coating process, the concentration of the polyoxyethylene alkyl ether phosphate ester or its salt contained in the aqueous solution P is preferably 0.05 g/L or more and 10.00 g/L or less, and more preferably 0.1 g/L or more and 3.0 g/L or less. By setting the concentration of the polyoxyethylene alkyl ether phosphate ester or its salt to 0.05 g/L or more and 10.00 g/L or less, a film of a compound containing a water-soluble polyoxyethylene alkyl ether phosphate ester (hereinafter sometimes referred to as a water-soluble phosphate ester film) can be formed on the surface of the stainless steel sheet 10, thereby achieving strong adhesion between the stainless steel sheet 10 and the photoresist film 20. Furthermore, because the concentration of the polyoxyethylene alkyl ether phosphate ester or its salt is 10.00 g/L or less, the aqueous solution P is not wasted during rinsing with water after coating the stainless steel sheet 10, which is economical.
水溶液Pをステンレス板材10に塗布する方法は、水溶液Pにステンレス板材10の少なくとも一部を浸漬処理するかまたは水溶液Pをステンレス板材10の少なくとも一部にスプレー処理する。浸漬処理する場合、その処理槽は、ステンレス板材10の表面に水溶液Pが不足なく接触するように撹拌または循環することが好ましい。またスプレー処理する場合は、ステンレス板材10の表面に十分な量の水溶液Pが塗布されるようスプレーノズルの構造やスプレー圧を維持することが好ましい。 The aqueous solution P is applied to the stainless steel plate 10 by either immersing at least a portion of the stainless steel plate 10 in the aqueous solution P or by spraying the aqueous solution P onto at least a portion of the stainless steel plate 10. When immersing, it is preferable to agitate or circulate the treatment tank so that the aqueous solution P contacts the surface of the stainless steel plate 10 thoroughly. When spraying, it is preferable to maintain the spray nozzle structure and spray pressure so that a sufficient amount of aqueous solution P is applied to the surface of the stainless steel plate 10.
塗布工程S1において、水溶液Pの温度は10℃以上60℃以下であることが好ましい。水溶液Pの温度を10℃以上60℃以下とすることにより、ステンレス板材10の表面の酸化を抑制し、水溶性リン酸エステルの膜がステンレス板材10に付着しやすくなる。 In the application step S1, the temperature of the aqueous solution P is preferably 10°C or higher and 60°C or lower. By setting the temperature of the aqueous solution P to 10°C or higher and 60°C or lower, oxidation of the surface of the stainless steel plate 10 is suppressed, making it easier for the water-soluble phosphate ester film to adhere to the stainless steel plate 10.
塗布工程S1において、水溶液Pにステンレス板材10を浸漬する時間または水溶液Pをステンレス板材10にスプレーする時間は5秒以上60秒以下であることが好ましい。処理時間を5秒以上60秒以下とすることにより、水溶性リン酸エステルの膜がステンレス板材10に付着しやすくなるとともに、単位時間あたりの生産効率も良好である。 In the application step S1, the time for immersing the stainless steel plate 10 in the aqueous solution P or spraying the aqueous solution P onto the stainless steel plate 10 is preferably 5 to 60 seconds. By setting the treatment time to 5 to 60 seconds, the water-soluble phosphate ester film is more easily adhered to the stainless steel plate 10, and production efficiency per unit time is also good.
塗布工程S1の後、水溶液Pを塗布したステンレス板材10を純水にて水洗及び乾燥する。水洗及び乾燥したステンレス板材10の表面には、少なくとも1分子膜(厚さが数nm)程度の水溶性りん酸エステルの膜が付着している。続いてレジスト形成工程S2を行う。レジスト形成工程S2は、ステンレス板材10の水溶液Pが塗布された表面にフォトレジスト21をパターン形成する工程である。 After the coating process S1, the stainless steel plate 10 coated with the aqueous solution P is washed with pure water and dried. A film of water-soluble phosphate ester of at least one molecular layer (several nm thick) is adhered to the surface of the washed and dried stainless steel plate 10. This is followed by the resist formation process S2, in which a photoresist 21 is patterned on the surface of the stainless steel plate 10 coated with the aqueous solution P.
本実施形態では、ネガタイプのフォトレジスト21を形成する工程を例に説明する。図2(B)に示すように、水溶液Pを塗布したステンレス板材10の上面及び下面の少なくとも一部に、液体のフォトレジスト膜20を塗布し乾燥するか、または厚さ15μmのフィルム状のフォトレジスト膜(換言するとドライフィルム膜)20を例えば温度110℃、圧力0.3MPa、圧着時ローラー送り速度1.3m/minで熱圧着により密着させる。一般的にステンレスの表面には、負電荷を帯びる水酸基を持つCrを含む、厚く緻密な酸化被膜がある。本実施形態のステンレス板材10は、塗布工程S1を経ることにより、図3に示すように、その酸化被膜に水溶性りん酸エステルの膜が付着している。アニオン界面活性剤に属するリン酸エステル界面活性剤を含む水溶性リン酸エステルの膜は、その官能基の配向性により、カチオン界面活性剤のように帯電防止作用が働く。これによって、本来負電荷を帯びる水酸基を持つCrの酸化被膜が電気的に中和され、フォトレジスト膜20との密着性が向上する。つまり、本実施形態では、帯電性のあるアニオン界面活性剤を用いてステンレス板材10の表面の静電気的配向を変えることにより、ステンレス板材10とフォトレジスト膜20との密着性を向上させる。 In this embodiment, a process for forming a negative-type photoresist 21 is described as an example. As shown in FIG. 2(B), a liquid photoresist film 20 is applied and dried to at least a portion of the upper and lower surfaces of a stainless steel plate 10 coated with aqueous solution P, or a 15 μm-thick film-like photoresist film (in other words, a dry film) 20 is adhered by thermocompression bonding, for example, at a temperature of 110°C, a pressure of 0.3 MPa, and a roller feed speed of 1.3 m/min. Stainless steel surfaces typically have a thick, dense oxide film containing Cr with negatively charged hydroxyl groups. After the application process S1, the stainless steel plate 10 of this embodiment has a water-soluble phosphate ester film attached to the oxide film, as shown in FIG. 3. The water-soluble phosphate ester film, including anionic phosphate ester surfactants, exhibits antistatic properties similar to cationic surfactants due to the orientation of its functional groups. This electrically neutralizes the Cr oxide film, which has hydroxyl groups that are inherently negatively charged, improving adhesion to the photoresist film 20. In other words, in this embodiment, the electrostatic orientation of the surface of the stainless steel plate 10 is changed using an anionic surfactant that has a charge, thereby improving adhesion between the stainless steel plate 10 and the photoresist film 20.
次に、図2(C)に示すようにフォトレジスト膜20上にマスク30を設け、波長365nmの紫外線(UV)を出力60mJ/cm2で3秒間照射する。続いて、このステンレス板材10のフォトレジスト膜20を、例えば60g/L以上100g/L以下の炭酸ナトリウムの現像液で24℃以上30℃以下処理する。これにより、図2(D)に示すように紫外線が照射されなかったフォトレジスト膜20が除去され、液体レジスト又はドライフィルムからなるフォトレジスト膜20から形成されたフォトレジスト21が配置されるとともに、ステンレス板材10の表面の一部が露出する。 Next, as shown in Figure 2(C), a mask 30 is placed on the photoresist film 20, and ultraviolet (UV) light with a wavelength of 365 nm is irradiated at an output of 60 mJ/ cm2 for 3 seconds. The photoresist film 20 on the stainless steel plate 10 is then treated at 24°C to 30°C with a developer solution containing, for example, 60 g/L to 100 g/L of sodium carbonate. This removes the photoresist film 20 that was not irradiated with ultraviolet light, leaving a photoresist 21 formed from the photoresist film 20 made of a liquid resist or dry film, and exposing a portion of the surface of the stainless steel plate 10, as shown in Figure 2(D).
フォトレジスト膜20を露光及び現像してフォトレジスト21をパターン形成した後、エッチング工程S3を行う。エッチング工程S3は、フォトレジスト21から露出するステンレス板材10の表面をエッチングする工程である。 After the photoresist film 20 is exposed and developed to form a pattern of photoresist 21, the etching process S3 is performed. The etching process S3 is a process for etching the surface of the stainless steel plate material 10 exposed from the photoresist 21.
図2(E)に示すように、フォトレジスト21に覆われていないステンレス板材10の表面にエッチング液を塗布、例えばスプレー処理すると、ステンレス板材10の表面が溶解する。このとき、フォトレジスト21とステンレス板材10とが密着しているため、フォトレジスト21とステンレス板材10との間へのエッチング液のしみ込みが抑制される。エッチング液は、例えば塩化第一鉄溶液又は塩化第一銅溶液である。そしてエッチング処理後、図2(F)に示すように、炭酸ナトリウム水溶液等のアルカリ溶液によりフォトレジスト21を除去することにより、ステンレス板材10がエッチングされた領域でありマスク30と略同じ形状のエッチングパターン80を有するステンレス板11を得ることができる。 As shown in Figure 2(E), when an etching solution is applied, for example, by spraying, to the surface of the stainless steel plate 10 that is not covered with the photoresist 21, the surface of the stainless steel plate 10 dissolves. At this time, since the photoresist 21 and the stainless steel plate 10 are in close contact with each other, the etching solution is prevented from seeping between the photoresist 21 and the stainless steel plate 10. The etching solution is, for example, a ferrous chloride solution or a cuprous chloride solution. After the etching process, as shown in Figure 2(F), the photoresist 21 is removed with an alkaline solution such as a sodium carbonate aqueous solution, thereby obtaining a stainless steel plate 11 having an etching pattern 80 in the etched area of the stainless steel plate 10 that has approximately the same shape as the mask 30.
なおエッチング液の処理時間を調整することによりエッチングパターン80の深さを変えてもよい。例えばステンレス板材10の表面に凹部を形成したり、ステンレス板材10を貫通したりしてもよい。また本実施形態において、図2(B)~図2(F)ではフォトレジスト21としてネガタイプを用いて説明しているが、ポジタイプでも適用可能である。 The depth of the etching pattern 80 can be changed by adjusting the treatment time of the etching solution. For example, recesses can be formed on the surface of the stainless steel plate 10, or the stainless steel plate 10 can be penetrated. In addition, although this embodiment uses a negative type photoresist 21 in Figures 2(B) to 2(F), a positive type photoresist can also be used.
従来、ステンレス板材をエッチングにより加工する場合、ステンレス板材とフォトレジストとの密着力が弱く、微細なエッチングパターンを精密に形成することが困難であった。本実施形態のステンレス板の製造方法では、塗布工程S1を経ることにより、ステンレス板材10の表面の酸化被膜に帯電性のあるアニオン界面活性剤を含む水溶性りん酸エステルの膜を付着させる。これにより、ステンレス板材10の表面の静電気的配向を変え、ステンレス板材10とフォトレジスト21(フォトレジスト膜20)との密着性を向上させる。このように、ステンレス板材10とフォトレジスト21との密着性を向上させてエッチング液のしみ込みを防ぐことにより、微細なエッチングパターン80が精度よく形成されたステンレス板11を作製することができる。また、水溶液Pでステンレス板材10を処理する塗布工程S1において、ステンレス板材10はほとんど溶解せず、ステンレス板材10の表面荒れや変色等の外観の劣化を抑制することもできる。 Conventionally, when etching stainless steel sheets, the adhesion between the stainless steel sheet and the photoresist is weak, making it difficult to precisely form a fine etching pattern. In the stainless steel sheet manufacturing method of this embodiment, a coating process S1 is performed to deposit a film of water-soluble phosphate ester containing an anionic surfactant with electrostatic charge on the oxide film on the surface of the stainless steel sheet 10. This changes the electrostatic orientation on the surface of the stainless steel sheet 10 and improves adhesion between the stainless steel sheet 10 and the photoresist 21 (photoresist film 20). By improving adhesion between the stainless steel sheet 10 and the photoresist 21 and preventing penetration of the etching solution, a stainless steel sheet 11 can be produced with a fine etching pattern 80 formed with precision. Furthermore, in the coating process S1, in which the stainless steel sheet 10 is treated with aqueous solution P, the stainless steel sheet 10 is barely dissolved, thereby suppressing deterioration of the appearance of the stainless steel sheet 10, such as surface roughness and discoloration.
<第2実施形態>
図4及び図5を参照して、第2実施形態に係るステンレス板を説明する。図4は、本実施形態におけるエッチングパターンが形成されたステンレス板の一例を説明するための上面図である。図5は、マスクの上面視の形状の一例を示す上面図である。なお、第1実施形態と同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており詳細説明を適宜省略する。この点は以降に示す実施形態においても同様とする。
Second Embodiment
A stainless steel plate according to the second embodiment will be described with reference to Figures 4 and 5. Figure 4 is a top view illustrating an example of a stainless steel plate on which an etching pattern according to this embodiment is formed. Figure 5 is a top view showing an example of the shape of a mask as viewed from above. Note that the same names and symbols as those in the first embodiment indicate the same or similar components, and detailed description will be omitted as appropriate. This also applies to the embodiments described below.
図4は、縦60.0mm、横90.0mm、厚さ0.4mmのステンレス板材10を用いて第1実施形態で説明した製造方法により形成された複数のエッチングパターン80を備えるステンレス板11の上面を示す。上面視が長方形のステンレス板11の上面には、長辺側に45個ずつ、短辺側に3個ずつ、合計96個のエッチングパターン80が配置されている。長方形の長辺側の上下それぞれに配置された45個のエッチングパターン80は、それぞれ隣り合うエッチングパターン80と等間隔で並んでいる。また短辺側の左右それぞれに配置された3個のエッチングパターン80も、それぞれ隣り合うエッチングパターン80と等間隔で並んでいる。各エッチングパターン80は、図5に示すように、上面視で幅xが0.1mm、幅yが0.5mmの略十字形状のマスクを用いて形成したものであり、このマスクと略同じ形状を有している。なおステンレス板11の上面からのエッチングパターン80の深さは例えば0.005mm以上0.1mm以下である。 Figure 4 shows the top surface of a stainless steel plate 11 with multiple etching patterns 80 formed using the manufacturing method described in the first embodiment using a stainless steel plate material 10 measuring 60.0 mm in length, 90.0 mm in width, and 0.4 mm in thickness. A total of 96 etching patterns 80 are arranged on the top surface of the rectangular stainless steel plate 11, with 45 on each long side and three on each short side. The 45 etching patterns 80 arranged on the top and bottom of the long side of the rectangle are aligned at equal intervals with adjacent etching patterns 80. Similarly, the three etching patterns 80 arranged on the left and right of the short side are aligned at equal intervals with adjacent etching patterns 80. As shown in Figure 5, each etching pattern 80 was formed using a roughly cross-shaped mask with a width x of 0.1 mm and a width y of 0.5 mm in top view, and has roughly the same shape as this mask. The depth of the etching patterns 80 from the top surface of the stainless steel plate 11 is, for example, between 0.005 mm and 0.1 mm.
エッチングパターン80の上面視の形状はこれに限らず、三角形、四角形等の多角形や円形、楕円形等であってもよい。このように、ステンレス板材10の所望の位置に、所望の数及び形状のエッチングパターン80が形成されたステンレス板11を得ることができる。 The shape of the etching pattern 80 when viewed from above is not limited to this, and it may be a polygon such as a triangle or a rectangle, or a circle, an ellipse, etc. In this way, a stainless steel plate 11 can be obtained in which the desired number and shape of etching patterns 80 are formed in the desired positions on the stainless steel plate material 10.
<第3実施形態>
図6、図7(A)~図7(F)を参照して、本実施形態に係るステンレス板を用いて作製された発光装置、及びその発光装置を作製する工程を説明する。図6は、本実施形態におけるエッチングパターンが形成されたステンレス板を用いて作製した発光装置の一例を示す断面図である。図7(A)~図7(F)は、本実施形態におけるエッチングパターンが形成されたステンレス板を用いて発光装置を作製する工程を説明するための図である。
Third Embodiment
A light-emitting device fabricated using a stainless steel plate according to this embodiment and a process for fabricating the light-emitting device will be described with reference to Fig. 6 and Fig. 7(A) to Fig. 7(F). Fig. 6 is a cross-sectional view showing an example of a light-emitting device fabricated using a stainless steel plate on which an etching pattern according to this embodiment has been formed. Fig. 7(A) to Fig. 7(F) are diagrams for explaining the process for fabricating a light-emitting device using a stainless steel plate on which an etching pattern according to this embodiment has been formed.
本実施形態では、ステンレス板11を用いて発光装置70を製造する工程において、エッチング工程S3で形成されたエッチングパターン80を画像認識する工程を備える。詳細には、エッチングパターン80は発光装置70を作製する際に、ステンレス板11上に発光装置70の構成部材を配置する工程において、構成部材を配置する位置を把握したり決定したりするための目印として、画像認識に使用することができる。 In this embodiment, the process of manufacturing the light-emitting device 70 using the stainless steel plate 11 includes a step of image-recognizing the etching pattern 80 formed in the etching step S3. In particular, when manufacturing the light-emitting device 70, the etching pattern 80 can be used in image recognition as a mark for grasping and determining the position at which to place the components of the light-emitting device 70 in the process of placing the components on the stainless steel plate 11.
まず、この方法で得られる発光装置70の構成について説明する。発光装置70は、少なくとも正負一対の電極64を有する発光素子63と、発光素子63の主発光面上に設けられた波長変換層61及び透光層60と、発光素子63と波長変換層61とを接着する接着樹脂62と、少なくとも発光素子63の側面及び接着樹脂62を被覆する反射部材65と、を備える。発光装置70の主発光面は、透光層60の上面である。また電極64は発光素子63の主発光面とは反対側(換言すると発光素子63の下面側)に設けられる。 First, the structure of the light-emitting device 70 obtained by this method will be described. The light-emitting device 70 comprises a light-emitting element 63 having at least a pair of positive and negative electrodes 64, a wavelength conversion layer 61 and a light-transmitting layer 60 provided on the main light-emitting surface of the light-emitting element 63, an adhesive resin 62 that bonds the light-emitting element 63 and the wavelength conversion layer 61, and a reflective member 65 that covers at least the side surface of the light-emitting element 63 and the adhesive resin 62. The main light-emitting surface of the light-emitting device 70 is the upper surface of the light-transmitting layer 60. The electrode 64 is provided on the side opposite the main light-emitting surface of the light-emitting element 63 (in other words, on the underside of the light-emitting element 63).
まず、図7(A)に示すように、エッチングパターン80が形成されたステンレス板11の上面に、エッチングパターン80を覆わないように接着剤51として上面及び下面が粘着性のUVシートを配置する。次に図7(B)に示すように、接着剤51の上面に透光性の樹脂を含む透光層60を貼り合わせ、透光層60の上面に蛍光体等の波長変換物質を含有した樹脂からなる半硬化状態のシートを配置し、加熱加圧により硬化する。次に図7(C)に示すように、ブレード等によって溝52を形成し、波長変換層61を個片化して複数の領域に分ける。このとき、透光層60にブレードに起因する応力がかかるのを低減するために、透光層60を貫通しないように溝52を形成することが好ましい。次に図7(D)に示すように、複数領域に分けられた各波長変換層61上に、接着樹脂62を用いて電極64を含む発光素子63を接着する。発光素子63は、電極64が波長変換層61の反対側に位置するように配置される。次に図7(E)に示すように、溝52、透光層60、波長変換層61、接着樹脂62、電極64を含む発光素子63を圧縮成型により反射部材65で被覆する。反射部材65は電極64の全体を覆ってもよいが、その場合は発光装置70と発光装置70を実装する基板との電気的接続が可能になるように電極64の一部が露出するまで研削等を行う。そして図7(F)に示すように、溝52に位置する切断予定線CLに沿って透光層60及び反射部材65を切断し、接着剤51から分離する。この時、発光素子63をダイシングシートに転写させるとともに透光層60を接着剤51から分離し、透光層60側から切断予定線CLに沿ってダイサーで切断することにより、図6に示す発光装置70を得る。 First, as shown in FIG. 7(A), a UV sheet with adhesive on both the upper and lower surfaces is placed on the top surface of the stainless steel plate 11 on which the etching pattern 80 is formed, so as not to cover the etching pattern 80. Next, as shown in FIG. 7(B), a light-transmitting layer 60 containing a translucent resin is attached to the top surface of the adhesive 51, and a semi-cured sheet made of a resin containing a wavelength conversion material such as a phosphor is placed on the top surface of the light-transmitting layer 60 and cured by heating and pressurizing. Next, as shown in FIG. 7(C), grooves 52 are formed using a blade or the like to separate the wavelength conversion layer 61 into multiple regions. At this time, it is preferable to form the grooves 52 so that they do not penetrate the light-transmitting layer 60 in order to reduce stress on the light-transmitting layer 60 caused by the blade. Next, as shown in FIG. 7(D), light-emitting elements 63 including electrodes 64 are attached to each of the divided wavelength conversion layers 61 using adhesive resin 62. The light-emitting elements 63 are positioned so that the electrodes 64 are located on the opposite side of the wavelength conversion layer 61. Next, as shown in FIG. 7(E), the light-emitting element 63, including the groove 52, light-transmitting layer 60, wavelength conversion layer 61, adhesive resin 62, and electrode 64, is compression-molded to cover the reflective member 65. The reflective member 65 may entirely cover the electrode 64. In this case, grinding or other techniques are performed until a portion of the electrode 64 is exposed, enabling electrical connection between the light-emitting device 70 and the substrate on which it is mounted. Then, as shown in FIG. 7(F), the light-transmitting layer 60 and reflective member 65 are cut along the cutting lines CL located in the grooves 52 and separated from the adhesive 51. At this time, the light-emitting element 63 is transferred to a dicing sheet, and the light-transmitting layer 60 is separated from the adhesive 51. The light-emitting device 70 shown in FIG. 6 is obtained by cutting the light-emitting element 63 along the cutting lines CL from the light-transmitting layer 60 side with a dicer.
上述のような発光装置70の作製において、波長変換層61の配置、波長変換層61の個片化、発光素子63の配置、反射部材65の圧縮成型、切断予定線CLでの切断等、各工程において発光装置の構成部材の位置を把握する精度が非常に重要である。本実施形態のエッチングパターン80は、設計された寸法のマスクと略同じ形状のパターンであるため、画像認識において位置決めの目印として好適に使用することができる。 In the fabrication of the light-emitting device 70 described above, the accuracy of determining the position of the components of the light-emitting device is extremely important in each process, such as positioning the wavelength conversion layer 61, singulating the wavelength conversion layer 61, positioning the light-emitting element 63, compression molding the reflective member 65, and cutting along the planned cutting line CL. The etching pattern 80 of this embodiment has a pattern with approximately the same shape as a mask with designed dimensions, and therefore can be suitably used as a positioning marker in image recognition.
発光装置70の構成部材について説明する。 The components of the light-emitting device 70 are explained below.
(発光素子63)
発光素子63は、III-V族化合物半導体、II-VI族化合物半導体等の種々の半導体を含むことが好ましい。半導体としては、InXAlYGa1-X-YN(0≦X、0≦Y、X+Y≦1)等の窒化物系半導体を使用することが好ましく、InN、AlN、GaN、InGaN、AlGaN、InGaAlN等も使用できる。また発光素子63の主発光面とは反対側の面には少なくとも正負一対の電極64が設けられることが好ましい。電極64は、金、銀、錫、白金、ロジウム、チタン、アルミニウム、タングステン、パラジウム、ニッケル又はこれらの合金等で構成することができる。
(Light-emitting element 63)
The light-emitting element 63 preferably includes various semiconductors such as III-V group compound semiconductors and II-VI group compound semiconductors. As the semiconductor, nitride-based semiconductors such as InXAlYGa1 -X- YN (0≦X, 0≦Y, X+Y≦1) are preferably used, and InN, AlN , GaN, InGaN, AlGaN, InGaAlN, etc. can also be used. Furthermore, at least a pair of positive and negative electrodes 64 are preferably provided on the surface of the light-emitting element 63 opposite to the main light-emitting surface. The electrodes 64 can be made of gold, silver, tin, platinum, rhodium, titanium, aluminum, tungsten, palladium, nickel, or alloys thereof.
(波長変換層61)
波長変換層61は、発光素子63が発する一次光の少なくとも一部を吸収して、一次光とは異なる波長の二次光を発する部材である。波長変換層61は波長変換物質を含む。波長変換物質としては、例えば、イットリウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えば、Y3(Al,Ga)5O12:Ce)、ルテチウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えば、Lu3(Al,Ga)5O12:Ce)、テルビウム・アルミニウム・ガーネット系蛍光体(例えば、Tb3(Al,Ga)5O12:Ce)、βサイアロン蛍光体(例えば、(Si,Al)3(O,N)4:Eu)、αサイアロン蛍光体(例えば、Mz(Si,Al)12(O,N)16(但し、0<z≦2であり、MはLi、Mg、Ca、Y、及びLaとCeを除くランタニド元素))、CASN系蛍光体(例えば、CaAlSiN3:Eu)若しくはSCASN系蛍光体(例えば、(Sr,Ca)AlSiN3:Eu)等の窒化物系蛍光体、KSF系蛍光体(例えば、K2SiF6:Mn)若しくはMGF系蛍光体(例えば、3.5MgO・0.5MgF2・GeO2:Mn)等のフッ化物系蛍光体、CCA系蛍光体(例えば、(Ca,Sr)10(PO4)6Cl2:Eu)、又は、量子ドット蛍光体等を用いることができる。また、波長変換物質は、これらの蛍光体のうちの1種を単体で、又はこれらの蛍光体のうち2種以上を組み合わせて用いることができる。
(Wavelength conversion layer 61)
The wavelength conversion layer 61 is a member that absorbs at least a part of the primary light emitted by the light emitting element 63 and emits secondary light having a wavelength different from that of the primary light. The wavelength conversion layer 61 contains a wavelength conversion material. Examples of wavelength conversion materials include yttrium aluminum garnet phosphors (e.g., Y3 (Al,Ga) 5O12 :Ce), lutetium aluminum garnet phosphors (e.g., Lu3 (Al,Ga) 5O12 :Ce), terbium aluminum garnet phosphors (e.g., Tb3(Al,Ga)5O12 : Ce ), β-sialon phosphors (e.g., (Si,Al) 3 (O,N) 4 : Eu), α-sialon phosphors (e.g., Mz (Si,Al) 12 (O,N)16 ( where 0<z≦2, and M is Li, Mg, Ca, Y, and lanthanide elements excluding La and Ce)), CASN phosphors (e.g., CaAlSiN3 Examples of materials that can be used include nitride-based phosphors such as (Sr,Ca) AlSiN3 :Eu) or SCASN-based phosphors (e.g., (Sr,Ca) AlSiN3 :Eu), fluoride-based phosphors such as KSF -based phosphors ( e.g., K2SiF6:Mn) or MGF-based phosphors (e.g., 3.5MgO.0.5MgF2.GeO2:Mn), CCA-based phosphors (e.g., (Ca,Sr)10(PO4)6Cl2 : Eu ) , and quantum dot phosphors. The wavelength conversion material can be one of these phosphors used alone or two or more of these phosphors used in combination.
(透光層60)
透光層60は、発光素子63及び波長変換層61それぞれの上に配置され、発光素子63及び波長変換層61を保護する部材である。透光層60の母材の材料は、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂などの樹脂、又はガラスである。透光層60の母材は、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛などのフィラーを含んでいてもよい。
(Transparent layer 60)
The light-transmitting layer 60 is disposed on each of the light-emitting element 63 and the wavelength conversion layer 61, and is a member that protects the light-emitting element 63 and the wavelength conversion layer 61. The base material of the light-transmitting layer 60 is, for example, a resin such as a silicone resin, an epoxy resin, a phenolic resin, a polycarbonate resin, or an acrylic resin, or glass. The base material of the light-transmitting layer 60 may contain a filler such as silicon oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, or zinc oxide.
(接着樹脂62)
接着樹脂62は、発光素子63と波長変換層61とを接着し、発光素子63からの光を波長変換層61に導光する部材である。接着樹脂62の材料は、例えばシリコーン樹脂である。
(Adhesive resin 62)
The adhesive resin 62 is a member that bonds the light emitting element 63 and the wavelength conversion layer 61 together and guides light from the light emitting element 63 to the wavelength conversion layer 61. The material of the adhesive resin 62 is, for example, silicone resin.
(反射部材65)
反射部材65は、発光素子63、波長変換層61及び透光層60の側面を覆い保護する部材である。反射部材65は、発光素子63からの光を上面側(波長変換層61側)に取り出すために光反射性を有することが好ましい。また、反射部材65は、白色であることが好ましく、反射部材65の母材中に、例えば酸化チタン、酸化マグネシウムなどの白色顔料を含有することが好ましい。反射部材65の母材は、例えばシリコーン樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂などの樹脂又はこれらの変性樹脂が挙げられる。
(Reflective member 65)
The reflective member 65 is a member that covers and protects the side surfaces of the light-emitting element 63, the wavelength conversion layer 61, and the light-transmitting layer 60. The reflective member 65 preferably has light reflectivity so that light from the light-emitting element 63 is extracted to the upper surface side (the wavelength conversion layer 61 side). The reflective member 65 is preferably white, and the base material of the reflective member 65 preferably contains a white pigment such as titanium oxide or magnesium oxide. Examples of the base material of the reflective member 65 include resins such as silicone resin, epoxy resin, phenol resin, polycarbonate resin, and acrylic resin, as well as modified resins thereof.
<実施例>
実施例1として、下記の条件でステンレス板11を作製した。
<Example>
As Example 1, a stainless steel plate 11 was produced under the following conditions.
縦60.0mm、横90.0mm、厚さ0.2mmの大きさのオーステナイト系SUS304のステンレス板材10を準備した。
まず、電解脱脂剤として商品名パクナエレクターZ-1(ユケン株式会社製)を水に溶解し50g/Lの濃度の水溶液を調製した。この水溶液にて、液温30℃、電流密度5A/dm2でカソ-ド電解脱脂30秒を行い、ステンレス板材10の表面を清浄化した。その後、ステンレス板材10を室温の10%硫酸水溶液に浸漬し、浸漬活性化した。そして、水溶性Pとして0.1g/Lの濃度のポリオキエチレンラウリルエーテルリン酸エステル(第一工業製薬株式会社製プライサ-フA219B)水溶液を準備し、ステンレス板材10を25℃で5秒浸漬した。その後、ステンレス板材10を純水で洗浄し、乾燥した。
An austenitic SUS304 stainless steel plate 10 measuring 60.0 mm in length, 90.0 mm in width and 0.2 mm in thickness was prepared.
First, an electrolytic degreaser, trade name Pakuna Erector Z-1 (manufactured by Yuken Co., Ltd.), was dissolved in water to prepare an aqueous solution with a concentration of 50 g/L. This aqueous solution was used for cathodic electrolytic degreasing at a solution temperature of 30°C and a current density of 5 A/dm² for 30 seconds to clean the surface of the stainless steel sheet 10. The stainless steel sheet 10 was then immersed in a 10% aqueous sulfuric acid solution at room temperature for immersion activation. An aqueous solution of polyoxyethylene lauryl ether phosphate ester (Plysurf A219B, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) with a concentration of 0.1 g/L as water-soluble P was then prepared, and the stainless steel sheet 10 was immersed in the solution for 5 seconds at 25°C. The stainless steel sheet 10 was then washed with pure water and dried.
次に、ステンレス板材10の上面の全面及び下面の全面にフォトレジスト膜20として厚さ15μmのドライフィルム(日立化成株式会社製RY-3315)を配置し、温度110℃、圧力0.3MPaで上下から挟み込むようにして熱圧着した。その後、図5に示すパタ-ン(幅xが0.1mm、幅yが0.5mm)のマスク30をフォトレジスト膜20上に配置して、波長365nmの紫外線を60mJ/cm2で3.2秒露光した。そしてマスク30を除去し、10g/L炭酸ナトリウム水溶液を用いて、ステンレス板材10を液温28℃にて75秒浸漬して現像を行い、フォトレジスト21のパターンを形成した。さらに、42ボーメ度の塩化第二鉄溶液にて、液温40℃、スプレー圧0.25 MPaで15秒エッチングを行い、幅xが0.1mm、幅yが0.5mm、深さが0.1mm以上0.3mm以下のエッチングパターン80を形成した。その後、25g/L水酸化ナトリウム溶液にて、液温50 ℃ で30秒処理してフォトレジスト21を除去し、ステンレス板11を得た。 Next, a 15 μm-thick dry film (RY-3315 manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was placed on the entire upper and lower surfaces of the stainless steel plate 10 as a photoresist film 20, and the entire upper and lower surfaces were thermocompression-bonded by sandwiching the film from above and below at a temperature of 110°C and a pressure of 0.3 MPa. A mask 30 having the pattern shown in FIG. 5 (width x: 0.1 mm, width y: 0.5 mm) was then placed on the photoresist film 20, and the film was exposed to ultraviolet light with a wavelength of 365 nm at 60 mJ/ cm² for 3.2 seconds. The mask 30 was then removed, and the stainless steel plate 10 was immersed in a 10 g/L aqueous sodium carbonate solution at a temperature of 28°C for 75 seconds for development, forming a pattern of photoresist 21. Further, etching was performed for 15 seconds using a 42 Baume degree ferric chloride solution at a liquid temperature of 40°C and a spray pressure of 0.25 MPa to form an etching pattern 80 having a width x of 0.1 mm, a width y of 0.5 mm, and a depth of 0.1 mm to 0.3 mm. Thereafter, the photoresist 21 was removed by treatment with a 25 g/L sodium hydroxide solution at a liquid temperature of 50°C for 30 seconds, thereby obtaining a stainless steel plate 11.
実施例1で作製したステンレス板11について、エッチングパターン80の寸法を測定して、マスク30の設計寸法とエッチングパターン80との寸法の差異を確認し、ステンレス板材10とフォトレジスト21との密着力の良否を画像認識の可否により判定した。画像認識は、波長変換層個片化機、発光素子ダイボンダー、ハーフカットダイサーの装置でそれぞれ行った。発光装置70を作製する各工程において、各部材を実装する際にエッチングパターン80が認識され、部材の実装位置が指定する通りであった場合を画像認識可と判定した。そして画像認識が可の場合、ステンレス板材10とフォトレジスト21の密着状態が良好であっためエッチングパターン80が設計通りに形成できたと判断した。 For the stainless steel plate 11 produced in Example 1, the dimensions of the etching pattern 80 were measured to confirm the difference between the design dimensions of the mask 30 and the etching pattern 80, and the quality of the adhesion between the stainless steel plate 10 and the photoresist 21 was judged based on whether image recognition was possible. Image recognition was performed using a wavelength conversion layer singulation machine, a light-emitting element die bonder, and a half-cut dicer. In each process of producing the light-emitting device 70, the etching pattern 80 was recognized when each component was mounted, and image recognition was judged to be successful if the component mounting position was as specified. If image recognition was successful, it was determined that the adhesion between the stainless steel plate 10 and the photoresist 21 was good and the etching pattern 80 was formed as designed.
同様に、実施例2~6では、水溶液Pのポリオキシエチレンアルキルエーテルりん酸エステル又はその塩の組成、液温、処理時間及び処理方法を変えてハーフエッチングしてエッチングパターン80を形成したステンレス板11を作製した。その他の処理工程及び処理条件は、実施例1と同じであった。なお実施例2では水溶液Pとして1.0g/Lの濃度のポリオキエチレントリデシルエ-テルリン酸エステル(第一工業製薬株式会社製プライサ-フA215C)水溶液を用い、実施例3では水溶液Pとして0.3g/Lの濃度のポリオキエチレンアルキル(C8)トリデシルエ-テルリン酸エステル(第一工業製薬株式会社製プライサ-フAL12H)水溶液を用いた。 Similarly, in Examples 2 to 6, stainless steel plates 11 were produced by half-etching to form an etching pattern 80 by varying the composition, liquid temperature, treatment time, and treatment method of the polyoxyethylene alkyl ether phosphate ester or its salt in aqueous solution P. Other treatment steps and conditions were the same as in Example 1. In Example 2, an aqueous solution P containing polyoxyethylene tridecyl ether phosphate ester (Prysurf A215C, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) with a concentration of 1.0 g/L was used, and in Example 3, an aqueous solution P containing polyoxyethylene alkyl (C8) tridecyl ether phosphate ester (Prysurf AL12H, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) with a concentration of 0.3 g/L was used.
また、比較例1として、ステンレス板材にフォトレジスト膜を塗布する前に、水溶液Pで処理せずにハーフエッチングし、エッチングパターンを形成したステンレス板を作製した。さらに、比較例2として、ステンレス板材にフォトレジスト膜を塗布する前に、25%りん酸水溶液にて40℃、15秒処理してハーフエッチングし、エッチングパターンを形成したステンレス板を作製した。その他の処理工程は、実施例1と同じ条件で行った。各実施例及び各比較例について、処理条件及び、マスクの設計値とエッチングパターン寸法との差異を表1に示す。 In Comparative Example 1, a stainless steel plate was prepared by half-etching without treatment with aqueous solution P before applying a photoresist film to the stainless steel plate, forming an etching pattern. Furthermore, in Comparative Example 2, a stainless steel plate was prepared by half-etching with a 25% aqueous solution of phosphoric acid at 40°C for 15 seconds before applying a photoresist film to the stainless steel plate, forming an etching pattern. Other processing steps were performed under the same conditions as in Example 1. For each Example and Comparative Example, the processing conditions and the difference between the mask design values and the etching pattern dimensions are shown in Table 1.
図8は、実施例1のステンレス板において、エッチングパターンを形成した領域の一部を示す写真である。図9は、比較例1のステンレス板において、エッチングパターンを形成した領域の一部を示す写真である。実施例1では、設計されたマスクの寸法とほぼ同等の形状でエッチングパターンを形成できたが、比較例1では、エッチングパターンの形状がマスクの設計形状と大きく異なっていた。実施例1~6では、水溶性のポリオキシエチレンアルキルエーテルりん酸エステル又はその塩を少なくとも1種以上含有した水溶液Pにステンレス板材を浸漬処理するかまたはステンレス板材に水溶液Pをスプレー処理することによって、ステンレス板材の表面に水溶性リン酸エステルの膜が形成され、ステンレス板材とフォトレジストとの密着が強固となり、これらの間へのエッチング液のしみ込みがほとんどなく、設計どおりの寸法のエッチングパターンが形成されたステンレス板を作製することができた。一方比較例1では、ステンレス板材とフォトレジストとの密着が十分ではないため、フォトレジストとステンレス板材との間にエッチング液がしみこみ、設計寸法から大きく異なる形状のエッチングパターンを得た。また、比較例2では、ステンレス板材を25%りん酸溶液で処理したことによりステンレス板材の表面粗さが大きくなり、フォトレジストとの密着が十分でなかったため、結果的にステンレス板材とフォトレジストとの間にエッチング液がしみ込み、設計されたエッチングパターンを形成することができなかった。 Figure 8 is a photograph showing a portion of the area where an etching pattern was formed on the stainless steel plate of Example 1. Figure 9 is a photograph showing a portion of the area where an etching pattern was formed on the stainless steel plate of Comparative Example 1. In Example 1, an etching pattern was formed with a shape roughly equivalent to the designed mask dimensions, but in Comparative Example 1, the shape of the etching pattern differed significantly from the designed mask shape. In Examples 1 to 6, the stainless steel plate was immersed in an aqueous solution P containing at least one water-soluble polyoxyethylene alkyl ether phosphate ester or its salt, or the aqueous solution P was sprayed onto the stainless steel plate. This formed a water-soluble phosphate ester film on the surface of the stainless steel plate, strengthening the adhesion between the stainless steel plate and the photoresist. There was almost no penetration of the etching solution between them, resulting in the production of a stainless steel plate with an etching pattern of the designed dimensions. On the other hand, in Comparative Example 1, the adhesion between the stainless steel plate and the photoresist was insufficient, resulting in penetration of the etching solution between the photoresist and the stainless steel plate, resulting in an etching pattern with a shape significantly different from the designed dimensions. Furthermore, in Comparative Example 2, the stainless steel plate was treated with a 25% phosphoric acid solution, which increased the surface roughness of the stainless steel plate and resulted in insufficient adhesion to the photoresist. As a result, the etching solution seeped into the gap between the stainless steel plate and the photoresist, making it impossible to form the designed etching pattern.
次に、水溶液Pでステンレス板材を処理すると、りん酸エステルを含む化合物がステンレス板材の表面に付着するか確認した。上述の実施例1~6と比較例1及び2の処理条件で50.0mm×50.0mm×0.2mmのステンレス板材を処理したあと、水洗及び乾燥したテストピ-スを作製した。それらテストピ-スをエネルギ-分散型検出器付きの走査電子顕微鏡(SEM-EDX:Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Spectrometry、堀場製作所SDD検出器付きの日立製作所SU8230)を用いて、加速電圧4kVの条件で組成分析を行った。その結果を表2に示す。 Next, we confirmed whether compounds containing phosphate esters adhere to the surface of stainless steel plates when they are treated with Aqueous Solution P. Test pieces measuring 50.0 mm x 50.0 mm x 0.2 mm were prepared by treating stainless steel plates under the treatment conditions described in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2 above, followed by rinsing and drying. These test pieces were subjected to composition analysis at an accelerating voltage of 4 kV using a scanning electron microscope equipped with an energy dispersive X-ray spectrometry (SEM-EDX: Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Spectrometry, Hitachi SU8230 equipped with a Horiba SDD detector). The results are shown in Table 2.
実施例1~6の条件で処理したステンレス板からは、りん酸エステルのりん元素が検出されたが、比較例1及び2の条件で処理したテストピ-スからはりん元素が検出されなかった。このことから、りん酸エステルを含む化合物がステンレス板材の表面に付着していることが確認された。また水溶液Pでステンレス板材を処理することにより、水溶性りん酸エステルまたはその塩がステンレス板材の表面に膜として形成されたため、ステンレス板材とフォトレジストとの密着力が向上し、エッチング工程においてステンレス板材とフォトレジストとの間へのエッチング液のしみ込みが抑制されたと考えられる。 Phosphorus element from phosphate ester was detected in the stainless steel plates treated under the conditions of Examples 1 to 6, but no phosphorus element was detected in the test pieces treated under the conditions of Comparative Examples 1 and 2. This confirmed that compounds containing phosphate ester adhered to the surface of the stainless steel plate. Furthermore, by treating the stainless steel plate with Aqueous Solution P, a film of water-soluble phosphate ester or its salt was formed on the surface of the stainless steel plate, which is thought to improve adhesion between the stainless steel plate and the photoresist and inhibit penetration of the etching solution between the stainless steel plate and the photoresist during the etching process.
10 ステンレス板材
11 ステンレス板
20 フォトレジスト膜
21 パターン形成されたフォトレジスト
30 マスク
40 界面活性剤
51 接着剤
52 溝
60 透光層
61 波長変換層
62 接着樹脂
63 発光素子
64 電極
65 反射部材
70 発光装置
80 エッチングパターン
CL 切断予定線
REFERENCE SIGNS LIST 10 Stainless steel plate material 11 Stainless steel plate 20 Photoresist film 21 Patterned photoresist 30 Mask 40 Surfactant 51 Adhesive 52 Groove 60 Light-transmitting layer 61 Wavelength conversion layer 62 Adhesive resin 63 Light-emitting element 64 Electrode 65 Reflecting member 70 Light-emitting device 80 Etching pattern CL Planned cutting line
Claims (9)
前記ステンレス板材の前記水溶液が塗布された表面にフォトレジストをパターン形成するレジスト形成工程と、
前記フォトレジストから露出する前記ステンレス板材の表面をエッチングするエッチング工程と、
をこの順に備えるステンレス板の製造方法。 an application step of immersing at least a portion of a stainless steel plate in an aqueous solution containing at least one water-soluble polyoxyethylene alkyl ether phosphate ester or a salt thereof or spraying the aqueous solution onto at least a portion of the stainless steel plate;
a resist forming step of forming a pattern of photoresist on the surface of the stainless steel plate material to which the aqueous solution has been applied;
an etching step of etching the surface of the stainless steel plate material exposed from the photoresist;
A method for manufacturing a stainless steel plate, comprising the steps of:
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