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🌡️ 📆 令和6年4月20日

12.印刷とフォトリソグラフィー―エッチングと腐食―

山形大学  工学部  化学・バイオ工学科  🔋 C1 📛 立花和宏

🔚 エネルギー化学 Web Class syllabus 53209 📆 時間割 🕥10:30- 🕛12:00 仮想教室中示範B C1 zero zoom English korea 簡体 繁体

屋根

トタン、ガルバリウム

腐食と防食

腐食は、金属材料は本来の姿(酸化物など)に戻っていく過程を言います。 また、腐食を防止するかを防食と言います。

  • 4. 腐食と防食
    山下正通、小沢昭弥. 現代の電気化学 . 丸善,2012-4-1 ( 参照 2012-5-1 ) .

  • pH電位図(プールベダイアグラム)

    Example fillrule-evenodd - demonstrates fill-rule:evenodd -3.0-2.5-2.0-1.5-1.0-0.50.00.51.01.52.02.53.0 Al Fe Zn Cu Li
      1 金属の イオン化傾向
    ©K.Tachibana

    錆びにくい金属を貴金属と言います。 イオン化傾向は、金属と金属イオンの平衡反応の酸化還元電位に関係があります。 電位が卑なほど、 腐食しやすく、 還元しにくくなります。 電位が貴なほど、 腐食 しにくく、還元しやすいです。


      2 亜鉛の 電位-pH図

      3 鉄の 電位-pH図 と防食の方法

    アルミニウムの電位pH図(プールベダイアグラム)

      4 アルミニウムの電位pH図(プールベダイアグラム)
    ©2021 H.Onuma , C1 Lab.
    1 )
    ✍ 平常演習
    電位pH図(プールベダイアグラム)を描こう . エネルギー化学 ―エッチングと腐食―

    腐食の種類と防食

    錆と犠牲防食実験

    プリント配線基板の製造工程

    架橋不溶化(露光)
    現像
    エッチング
    レジスト除去
      5 プリント配線基板の製造工程
    svg

    2 ) 3 )


    エッチング加工

    表6.1  表面処理法とその目的、用途 4 )
    表面処理法 目的 用途(具体例)
    電気めっき (イ)装飾 (ロ)耐食 (ハ)耐摩耗 (二)機能
  • (イ)装飾品(金ボタン、時計側)
  • (イ)+(ロ)耐食性装飾品(自動車用マーク)
  • (ハ)耐摩耗品(エンジンシリンダー)
  • (二)合金めっき(ワイヤメモリ、磁気ヘッド)
  • 無電解めっき (イ)装飾 (二)機能
  • (イ)下地めっき(自動車用マーク)
  • (二)磁性めっき(磁性めっき)
  • 気相めっき (ロ)耐食 (ハ)耐摩耗 (ハ)機能
  • (ロ)+(ハ)耐食・耐摩耗品(切削工具)
  • (二)酸化物超伝導体(電子デバイス)
  • エッチング (二)機能
  • (二)砂目立て(PS版)
  • (二)回路形成(プリント基板)
  • (二)表面積増大(電解コンデンサー)
  • アノード酸化 化成 (イ)装飾 (ロ)耐食 (ハ)耐摩耗 (二)機能
  • (イ)+(ロ)+(ハ)アルマイト処理(アルミサッシ)
  • (二)Alの酸化膜(電解コンデンサー)
  • (ロ)+(ハ)+(二)Alの酸化膜(PS版)
  • 電解研磨 (イ)装飾 (ロ)耐食 (二)機能
  • (イ)+(ロ)耐食装飾品(ステンレス鋼)
  • (二)超精密研磨(超精密部品)
  • 塗装
  • 電着塗装
  • (イ)装飾 (ロ)耐食
  • (イ)装飾 (ロ)耐食
  • (イ)+(ロ)耐食装飾品(カラーステンレス、バンパー)
  • (イ)+(ロ)耐食装飾品(自動車ボデー)
  • 化学処理 (イ)装飾 (イ)装飾品(カラーステンレス)
    泳動電着 (イ)装飾 (ロ)耐食 (二)機能
  • (イ)+(ロ)耐食装飾品(自動車ボデー)
  • (二)酸化物超伝導体(磁気シールド)
  • 表面硬化
  • 浸炭、窒化、浸透
  • (ロ)耐食 (ハ)耐摩耗 (ロ)+(ハ)耐食・耐摩耗品(工具)
    化学修飾 (二)電極の機能化(電池用電極、センサー)
    電鋳 (イ)装飾 (二)機能
  • (イ)装飾品(精巧な美術品)
  • (二)複雑形状金属(精密機器部品、電子部品)

  • フォトリソグラフィー

      6 フォトリソグラフィー
    © 2006 K.Tachibana , C1 Lab. HPC, NCV

    工場見学に行こう!


    半導体デバイスの種類

      1 半導体デバイスの種類
    種類 形式
    バイポーラトランジスタ 5 )
    (接合型トランジスタ)
    モノポーラトランジスタ J-FET
    MOS-FET


    バイポーラIC製造プロセス

      7 バイポーラIC製造プロセス

    バイポーラICでは、名素子間を電気的に絶縁する分離技術が主要技術となっている 6 ) 。 (図7.8

    半導体の製造工程は、基板上にIC回路を形成する前工程と、基板を製品化する後工程に分けられます。 2つの工程を合わせて何百もの工程があります 7 )

    コンピュータ の心臓部となる集積回路は、精密レジストなしは作ることはできない 8 )


    nMOS-ICの製造プロセス

      8 nMOS-ICの製造プロセス

    MOS-IC はバイポーラに比して構造が簡単で製造工程も少ない 9 ) 。 (図7.9

    半導体の製造工程は、基板上にIC回路を形成する前工程と、基板を製品化する後工程に分けられます。 2つの工程を合わせて何百もの工程があります 10 )

    コンピュータ の心臓部となる集積回路は、精密レジストなしは作ることはできない 11 )

    半導体 レーザーの 山ぎりカット も、エッチング加工です。


    インゴット引き上げ
    インゴット切断
    ウエーハの研磨
    酸化
    フォトレジスト塗布
    回路設計・パターン設計
    フォトマスク作成
    ウエーハ表面にパターン形成(露光)
    CVD・イオンプランテーション
    平坦化
    電極形成
    ウエーハ検査
      9 半導体前工程

    12 )

    13 )


    バッテリの管理はマイコンで

    シャント バッテリーストリング アナログフロントエンド マイコン
      10 電池管理用マイコンの例

    バッテリーストリング の各セルの電圧を差動アンプでひろい、 積分型の高精度AD変換器でデジタルデータにします。 電流はシャント抵抗の両端の電圧を作動アンプでひろいます。 アナログフロントエンド(AFE)がやります。 マイコン(マイクロコントロールユニット、MCU)で処理します。 FETドライバが搭載され、パワー半導体を制御できます。


    ルネサスよりRAJ240090のスペック

    そうした中でルネサスは、「産業向けリチウムイオン電池管理ICとして業界初」というマイコン(RL78 CPUコア)を内蔵し、ソフトウェアで柔軟に多様な電池システム仕様に対応できる電池管理ICを実現した。電池残量の計測や、過電圧、過電流などの安全監視機能(アナログフロントエンド部)とマイコンが1パッケージ化されたため、電池制御の電圧測定に必要な高精度A-Dコンバーターとマイコンとのマッチングを事前に調整した上で提供するため、キャリブレーション作業が大幅に削減できるとする。その他、新製品は、電源、FETドライバー、リアルタイムクロックなどを搭載し、電池管理システム部分のトータルコストを従来品よりも「30%削減可能」(同社)とした。
    シリアル通信 C ラズベリーパイ・エッジ

    印刷

    印刷には、版があります。版を作ることを刷版と言います。 版の形式によって、オフセット(平版)、グラビア(凹版)、スクリーン(孔版)、凸版(活版)に分類されます。

    インクジェットプリンターを使ったオンデマンド印刷や3Dプリンターを使った3D印刷があります。 これらの印刷では、版はデジタル情報であり、電子媒体に記録されています。 半導体の回路配置も電子媒体に記録されています。

      2 印刷
    項目オフセットグラビアスクリーン活版
    平版 凹版 孔版 凸版
    刷版 PS版 エッチング、彫刻 活字組版
    工程 ロール ロール 枚葉 枚葉
    対象 フィルム
    用途 紙幣 定期刊行物 ( 新聞・ 雑誌・ 年鑑 ) 書籍 ・広告、朝日新聞、暮しの手帖ニュートン、フォーカス カレンダー・パッケージ スマホ 文房具 書籍・図書、世界の名作全集など
    歴史 昭和高度成長期 明治期
    参考文献

    印刷技術!

      11 印刷技術!
    © 2011 K.Tachibana , C1 Lab. HPC, NCV

    14 )

    リードフレーム、グラビア版、シャドウマスク、集積回路のプロセス技術などのなからかひとつエッチングの工業的応用例を選び、説明しなさい。

    ©2024 Kazuhiro Tachibana

    このマークは本説明資料に掲載している引用箇所以外の著作物について付けられたものです。


    参考文献

    エネルギー化学
    ✍ 平常演習
    💯 課外報告書 Web Class


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    https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/Public/52255/52255_12.asp
    名称: 教育用公開ウェブサービス
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    管理運用 山形大学 学術情報基盤センター

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    名称: サイバーキャンパス「鷹山」
    URL: 🔗 http://amenity.yz.yamagata-u.ac.jp/
    管理運用 山形大学 データベースアメニティ研究会
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