JPH11193500A

JPH11193500A - 金属薄板の電解処理方法

Info

Publication number: JPH11193500A
Application number: JP36927297A
Authority: JP
Inventors: Yasuyoshi Miyaji; 恭祥宮路; Takeshi Fukuchi; 毅福地
Original assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 1999-07-21

Abstract

(57)【要約】【課題】金属薄板から電解液中へ溶出した金属イオン
が金属薄板の表面でメッキ反応を生じて金属薄板の表面
に鉄やニッケルなどの金属が析出することを防止できる
方法を提供する。【解決手段】金属薄板１４を電解液１２中に浸漬さ
せ、金属薄板に所定の電圧を印加して、金属薄板に対し
電解処理を施す場合に、電解液の金属イオン濃度の上昇
に応じて、金属薄板に所定の電圧を印加する印加時間を
短くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、金属薄板を電解
液中に浸漬させるとともに、電解液中に浸漬させられた
金属薄板に電圧を印加して、金属薄板に対し各種の電解
処理を施す金属薄板の電解処理方法に関し、特に、カラ
ーブラウン管用のシャドウマスク、トリニトロン管（ソ
ニー（株）の登録商標）等用のアパーチャグリル、半導
体素子用のリードフレームなどのエッチング製品を、金
属薄板に対しフォトエッチング法を適用して製造する各
種工程で好適に利用される金属薄板の電解処理方法に関
する。

【０００２】

【従来の技術】シャドウマスクやアパーチャグリル、リ
ードフレームなどのエッチング製品を、フォトエッチン
グ法を応用して製造する工程において、長尺の金属薄板
をその長手方向へ搬送させつつ所定の電解液中に浸漬さ
せるとともに、電解液中に浸漬させられた金属薄板に所
定の電圧を印加して、金属薄板に対し各種の電解処理を
施すことが知られている。

【０００３】例えば、特開平６−２４０５００号公報に
は、主面にフォトレジスト膜が形成される前の長尺の金
属薄板をその長手方向へ搬送させつつ、電解洗浄槽に貯
留された洗浄液（電解液）中に金属薄板を浸漬させると
ともに、洗浄液中に浸漬させられた金属薄板に所定の電
圧を印加することにより、金属薄板の表面に付着した汚
染物質を十分に除去することができるようにした電解洗
浄処理について開示されている。また、特開平８−１３
８５４３号公報には、エッチングされるべき長尺の金属
薄板の被エッチング面に付着した酸化被膜またはレジス
ト膜を除去する電解面出し処理について開示されてい
る。この電解面出し処理では、エッチング処理に先立
ち、現像処理を終えて所定のパターンを有するレジスト
膜が主面に形成された長尺の金属薄板を、その長手方向
へ搬送させつつ、面出し槽に貯留された酸の希薄溶液か
らなる面出し液（電解液）中に浸漬させるとともに、面
出し液中に浸漬させられた金属薄板に所定の電圧を印加
することにより、金属薄板の被エッチング面に被着した
酸化被膜やレジスト膜を十分に除去できるようにする。

【０００４】また、特開平６−６５７９７号公報には、
エッチング処理後において金属薄板に被着したレジスト
膜を剥離する電解剥膜処理について開示されている。こ
の電解剥膜処理では、エッチング処理後の長尺の金属薄
板をその長手方向へ搬送させつつ、剥膜槽に貯留された
アルカリ溶液からなる剥膜液（電解液）中に金属薄板を
浸漬させるとともに、剥膜液中に浸漬させられた金属薄
板に所定の電圧を印加することにより、金属薄板の局部
的変色を防止するとともに、金属薄板の主面に被着した
レジスト膜を十分に除去することができるようにしてい
る。さらに、特開平９−８２２２０号公報には、金属薄
板にフォトレジストを塗布する塗布処理に先立って金属
薄板を洗浄処理した後、あるいは、金属薄板をエッチン
グ処理し剥膜処理した後において、長尺の金属薄板をそ
の長手方向へ搬送させつつ、化成槽に貯留された中性ま
たはアルカリ性の電解液中に浸漬させるとともに、電解
液中に浸漬させられた金属薄板に所定の電圧を印加する
ことにより、金属薄板の表面に不働態皮膜を形成して金
属薄板に対し防錆処理を施す電解防錆処理について開示
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した各
種の電解処理においては、金属薄板から電解液（洗浄
液、面出し液、剥膜液、電解液など）中へ鉄イオン（Ｆ
ｅ₂₊、Ｆｅ₃₊）やニッケルイオン（Ｎｉ₂₊）といった金
属イオンが溶出し、時間の経過と共に電解液の金属イオ
ン濃度が次第に上昇する。そして、電解液中に多くの金
属イオンが含まれるようになると、特に、金属薄板に−
電圧を印加して金属薄板を陰分極させている場合には、
副反応としてＭ_n+＋ｎｅ_-→Ｍ（Ｍ：金属元素）という
メッキ反応が金属薄板の表面で起こり、金属薄板の表面
に鉄やニッケルが析出することになる。この結果、得ら
れたシャドウマスクやアパーチャグリルなどの製品に黒
ピンや黒しみなどと呼ばれる欠陥が生じ、製品の歩留り
を低下させる要因になる、という問題点があった。

【０００６】また、１つの製造ラインにより複数種のシ
ャドウマスクなどの製品を製造する場合、製品種などの
違いに応じて、製造ラインの全体を通して長尺の金属薄
板を搬送する搬送速度が変更される。すなわち、一般に
は、比較的高精細なシャドウマスクを製造するときは、
長尺の金属薄板を搬送する搬送速度は遅くされる。この
ように長尺の金属薄板の搬送速度が変更されると、それ
に伴って、金属薄板が電解槽内を通過する時間、したが
って金属薄板が電解液中に浸漬させられる浸漬時間すな
わち電解時間が変化することになる。この結果、金属薄
板に対し所望の電解処理を施すことができなかったり、
製品の品質が安定しない原因になる、という問題点があ
った。

【０００７】この発明は、以上のような事情に鑑みてな
されたものであり、金属薄板から電解液中へ溶出した金
属イオンが金属薄板の表面でメッキ反応を生じて金属薄
板の表面に鉄やニッケルなどの金属が析出する、といっ
たことが起こらないようにし、製品に欠陥が発生するの
を防止して、製品の歩留りを向上させることができる金
属薄板の電解処理方法を提供すること、また、それに加
えて、長尺の金属薄板をその長手方向へ搬送させながら
電解処理する場合に、長尺の金属薄板の搬送速度が変更
されても、金属薄板に対し所望の電解処理を施すことが
可能で、製品の品質を安定させることができる金属薄板
の電解処理方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
金属薄板を所定の電解液中に浸漬させるとともに、電解
液中に浸漬させられた金属薄板に所定の電圧を印加し
て、金属薄板に対し所定の電解処理を施す金属薄板の電
解処理方法において、前記電解液の金属イオン濃度の上
昇に応じて、電解液中に浸漬させられた金属薄板に所定
の電圧を印加する印加時間を短くすることを特徴とす
る。

【０００９】請求項２に係る発明は、請求項１記載の電
解処理方法において、金属薄板が長尺の金属薄板であ
り、その金属薄板をその長手方向へ搬送させながら所定
の電解液中に浸漬させ、金属薄板に所定の電圧が印加さ
れる印加時間を、金属薄板の搬送速度に関わらず決める
ことを特徴とする。

【００１０】請求項３に係る発明は、請求項１または請
求項２に記載の電解処理方法において、所定の電解処理
が、金属薄板に対しフォトエッチング法を適用してエッ
チング製品を製造する工程で実施されるものであって、
金属薄板を洗浄する電解洗浄処理（電解脱脂処理を含
む）、エッチング処理に先立って行われ金属薄板の被エ
ッチング面に被着した酸化被膜やレジスト膜を除去する
電解面出し処理、エッチング処理後に行われ金属薄板に
被着したレジスト膜を剥離する電解剥膜処理、および、
金属薄板に防錆処理を施す電解防錆処理のうちのいずれ
かの電解処理であることを特徴とする。

【００１１】請求項１に係る発明の金属薄板の電解処理
方法によると、金属薄板から電解液中へ鉄イオンやニッ
ケルイオンといった金属イオンが溶出し、時間の経過と
共に電解液の金属イオン濃度が次第に上昇するが、金属
薄板が電解液中に浸漬させられている間中、金属薄板に
電圧が印加されるのではなく、電解液の金属イオン濃度
の上昇に応じて、電解液中に浸漬させられた金属薄板に
所定の電圧を印加する印加時間が短くされるので、電解
処理に伴う副反応であるＭ_n+＋ｎｅ_-→Ｍというメッキ
反応が抑制される。このため、金属薄板の表面への鉄や
ニッケルなどの金属の析出が抑えられる。

【００１２】この点に関し、もう少し詳しく説明する
と、前記したメッキ反応による金属の析出量は、〔電解
に要する電気量は析出物質のグラム当量数に比例する〕
といったファラデーの法則に従い、Ｑ＝ｉｔ＝Ｆ・（ｎ
ｗ／ｍ）→ｗ＝（ｉｔ／ｎＦ）×ｍ（式中、Ｑ：電気量
（クーロン）、ｉ：電流値（Ａ）、ｔ：電解時間
（ｓ）、ｎ：価数、Ｆ：ファラデー定数、ｗ：析出量
（ｇ）、ｍ：分子量である。）の式で表される。したが
って、ｉｔの数値が大きくなると金属の析出量ｗが大き
くなり、金属薄板の表面への金属の析出を抑えるために
は、電流値ｉまたは電解時間ｔを小さくすればよいこと
になる。そして、請求項１に係る発明の電解処理方法で
は、金属薄板に所定の電圧を印加する印加時間を短くし
ており、すなわち、電解時間ｔを小さくしている。この
ため、電解処理に伴う副反応であるメッキ反応が抑制さ
れ、金属薄板の表面への鉄やニッケルなどの金属の析出
が抑えられることとなる。なお、電流値ｉを小さくする
と、電極電位のシフト量が小さくなり、電解による効果
が低減してしまうことになるので、電流値ｉを小さくし
て金属の析出量を抑えることは好ましくない。また、電
解時間ｔを小さくするために、金属薄板を電解液中に浸
漬させる浸漬時間自体を短くすると、洗浄不足や脱脂不
足などといった別の弊害が生じるため、不都合である。

【００１３】請求項２に係る発明の電解処理方法では、
長尺の金属薄板をその長手方向へ搬送する搬送速度が変
更され、それに伴って、金属薄板が電解液中に浸漬させ
られる浸漬時間が変化しても、金属薄板に所定の電圧が
印加される印加時間は、金属薄板の搬送速度に関わらず
決められ、金属薄板が電解液中に浸漬させられている間
中、金属薄板に電圧が印加されるのではない。このた
め、金属薄板に電圧が印加される印加時間を適切に設定
することにより、金属薄板の搬送速度の変更とは関係無
く、金属薄板に対し所望の電解処理を施すことが可能で
あり、製品の品質を安定させることが可能になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施形態
について図面を参照しながら説明する。

【００１５】図１は、この発明に係る金属薄板の電解処
理方法、例えば、シャドウマスク板材またはアパーチャ
グリル板材である長尺の金属薄板の電解洗浄処理方法を
実施するのに使用される洗浄装置の一部を構成する電解
洗浄槽の概略構成の１例を示す模式図である。洗浄装置
は、フォトレジスト塗布装置の前段側に配設され、電解
洗浄槽１０を有するほか、図示していないが、電解洗浄
槽１０の前段側に脱脂槽および第１のシャワー水洗槽を
有し、電解洗浄槽１０の後段側に第２のシャワー水洗槽
を有している。

【００１６】電解洗浄槽１０には、その内部に苛性ソー
ダ等の電解液（洗浄液）１２が貯留され、その電解液１
２中へ長尺の金属薄板１４を導いて電解液中に金属薄板
１４を浸漬させながら搬送した後電解液１２外へ金属薄
板１４を導出する複数本の搬送ローラ１６が配設されて
いる。また、電解洗浄槽１０には、電解液１２中に浸漬
させられた対極（相手電極）１８が配設されている。対
極１８は、例えば白金（Ｐｔ）板により形成されあるい
はチタン板に白金をメッキして形成されたものである。
対極１８は、リード線２２によって外部電源２０の一方
の端子に電気接続されている。また、外部電源２０の他
方の端子に結線されたリード線２４は、金属薄板１４
（あるいは金属薄板１４を搬送する金属製の搬送ローラ
１６）に摺接状態で電気的に接触させられている。

【００１７】脱脂槽で脱脂され水洗槽で水洗された長尺
の金属薄板１４が、上記した構成の電解洗浄槽１０へ搬
送されてくると、金属薄板１４は、電解液（洗浄液）１
２中に浸漬させられるとともに、外部電源２０により所
定の電圧が印加される。この際、外部電源２０により金
属薄板１４に印加される電圧は、図２に示すように電圧
値およびパルス幅がそれぞれ一定であるパルス波形を持
つパルス電圧とされる。金属薄板１４を電解液１２中に
浸漬させるとともに金属薄板１４に電圧を印加して、金
属薄板１４を電解洗浄処理すると、金属薄板１４から電
解液１２中へ鉄イオンやニッケルイオンといった金属イ
オンが溶出し、時間の経過と共に電解液１２の金属イオ
ン濃度が次第に上昇してくる。電解液１２の金属イオン
濃度が上昇して電解液１２中に金属イオンが多く存在す
ると、電解処理に伴う副反応であるＭ_n+＋ｎｅ_-→Ｍと
いうメッキ反応が起こり易くなる。そこで、この電解洗
浄処理では、電解液１２の金属イオン濃度の上昇に応じ
て金属薄板１４への電圧の印加時間を短くする。これに
より、金属薄板１４の表面でのメッキ反応を抑制して、
金属薄板１４の表面への鉄やニッケルなどの金属の析出
を抑えるようにする。

【００１８】金属薄板１４を電解液１２中に浸漬させる
浸漬時間を変えることなく、電解液１２の金属イオン濃
度の上昇に応じて金属薄板１４への電圧の印加時間を短
くする方法としては、例えば、電解洗浄槽１０内の電解
液１２を全量交換してから次に電解液１２を全量交換す
るまで、図２に示すように、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３と１日ご
とにパルス電圧のパルス間隔を大きくしていく。あるい
は、パルス間隔を一定にして１日ごとにパルス幅を小さ
くすることにより、金属薄板１４への電圧の印加時間を
短くするようにしてもよい。金属薄板１４への電圧の印
加時間を電解液１２の金属イオン濃度の上昇に応じて短
くする方法は、特に限定されない。このような制御方法
を実行するために、外部電源２０として、設定されたプ
ログラムに従って電圧の印加を行うプログラマブル電源
（例えば、菊水電子製のＰＭＸシリーズ、あるいは高砂
製作所製のＩＰＳシリーズなど）が使用される。あるい
は、プログラマブル電源を用いる代わりに、半導体スイ
ッチとそのコントローラなどを使用して金属薄板１４へ
の電圧の印加時間を図２に示すように変化させるように
してもよい。

【００１９】次に、同じ製造ラインを使用して異なった
種類のシャドウマスクやアパーチャグリルを製造する場
合においては、製品種などが変わると、製造ラインの全
体を通して長尺の金属薄板１４を搬送する搬送速度が変
更される。このように金属薄板１４の搬送速度が変更さ
れても、金属薄板１４に対し所望の電解洗浄処理を施
し、処理品質を安定させるようにするために、電解洗浄
槽１０内の電解液１２中に浸漬させられた金属薄板１４
に所定の電圧を印加して金属薄板１４を電解洗浄する電
解時間を一定に保つ必要があるときは、金属薄板１４が
電解液１２中に浸漬させられている間に金属薄板１４に
電圧を印加している時間と電圧を印加していない時間と
の比率を変えるようにする。

【００２０】すなわち、例えば２段階エッチングにより
製造される高精細タイプのアパーチャグリルやインバー
材を素材とした高精細タイプのシャドウマスクを製造す
る場合には、製造ラインの全体を通して長尺の金属薄板
を搬送する搬送速度は一般に遅くされ、したがって、図
３の（ａ）に示すように、電解液１２中に金属薄板１４
を浸漬させる浸漬時間Ｔａが長くなる。この場合には、
金属薄板１４に所定の電圧を印加している時間（ｔ１×
３）と電圧を印加していない時間（ｔ２×３）との比率
（ｔ１／ｔ２）を小さくする。これに対し、ノーマルタ
イプのアパーチャグリルやインバー材を素材としたノー
マルタイプのシャドウマスクを製造する場合には、製造
ラインの全体を通して長尺の金属薄板を搬送する搬送速
度は比較的速くされ、したがって、図３の（ｂ）に示す
ように、電解液１２中への金属薄板１４の浸漬時間Ｔｂ
が比較的短くなる。そこで、この場合には、金属薄板１
４に所定の電圧を印加している時間（ｔ１×３）を上記
の場合と同じにし、電圧を印加している時間（ｔ１×
３）と電圧を印加していない時間（ｔ３×３）との比率
（ｔ１／ｔ３）を大きくする。このようにすることによ
り、金属薄板１４の搬送速度が変更され電解液１２中へ
の金属薄板１４の浸漬時間が変わっても、金属薄板１４
の電解時間を一定に保つことができる。なお、これらの
場合においても、経時的には、図２に示したように電解
液１２の金属イオン濃度の上昇に応じて金属薄板１４へ
の電圧の印加時間を短くしていく。また、これらの制御
方法の実行も、外部電源２０として用いられるプログラ
マブル電源によってなされる。

【００２１】上記した実施形態では、金属薄板を電解洗
浄処理する場合について説明したが、この発明は、それ
以外の各種の電解処理、例えば、洗浄処理の一部をなす
電解脱脂処理、電解面出し処理、電解剥膜処理、電解防
錆処理などについても、同様に適用し得るものである。

【００２２】

【発明の効果】請求項１に係る発明の金属薄板の電解処
理方法によると、金属薄板から電解液中へ溶出した金属
イオンが金属薄板の表面でメッキ反応を生じて金属薄板
の表面に鉄やニッケルなどの金属が析出する、といった
ことが抑えられるので、製品に黒ピンや黒しみなどと呼
ばれる欠陥が発生することが防止され、製品の歩留りが
向上することとなる。

【００２３】また、請求項２に係る発明の電解処理方法
によると、上記した効果に加えて、長尺の金属薄板をそ
の長手方向へ搬送させながら電解処理する場合に、長尺
の金属薄板の搬送速度が変更されても、金属薄板に対し
所望の電解処理を施すことができ、製品の品質を安定さ
せることができる。

【００２４】請求項３に係る発明の電解処理方法では、
フォトエッチング法を利用してシャドウマスクやアパー
チャグリル、半導体素子用のリードフレームなどのエッ
チング製品を製造する場合に、上記した効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る金属薄板の電解処理方法（電解
洗浄処理方法）を実施するのに使用される洗浄装置の一
部を構成する電解洗浄槽の概略構成の１例を示す模式図
である。

【図２】図１に示した電解洗浄槽を使用して金属薄板の
電解洗浄処理を行う場合において、電解液の金属イオン
濃度の上昇に応じて金属薄板への電圧の印加時間を短く
する方法の１例を説明するための図である。

【図３】図１に示した電解洗浄槽を使用して金属薄板の
電解洗浄処理を行う場合において、電解液中に浸漬させ
られた金属薄板に所定の電圧を印加して電解洗浄すると
きに、金属薄板の搬送速度に関わらず電解時間を一定に
保つための方法の１例を説明するための図である。

【符号の説明】

１０電解洗浄槽１２電解液（洗浄液）１４金属薄板１６搬送ローラ１８対極（相手電極）２０外部電源（プログラマブル電源）２２、２４リード線

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】金属薄板を所定の電解液中に浸漬させる
とともに、電解液中に浸漬させられた金属薄板に所定の
電圧を印加して、金属薄板に対し所定の電解処理を施す
金属薄板の電解処理方法において、前記電解液の金属イオン濃度の上昇に応じて、電解液中
に浸漬させられた金属薄板に所定の電圧を印加する印加
時間を短くすることを特徴とする、金属薄板の電解処理
方法。
【請求項２】金属薄板が長尺の金属薄板であり、その
金属薄板がその長手方向へ搬送されながら所定の電解液
中に浸漬させられ、金属薄板に所定の電圧が印加される
印加時間が、金属薄板の搬送速度に関わらず決められる
請求項１記載の、金属薄板の電解処理方法。
【請求項３】所定の電解処理が、金属薄板に対しフォ
トエッチング法を適用してエッチング製品を製造する工
程で実施されるものであって、金属薄板を洗浄する電解
洗浄処理、エッチング処理に先立って行われ金属薄板の
被エッチング面に被着した酸化被膜やレジスト膜を除去
する電解面出し処理、エッチング処理後に行われ金属薄
板に被着したレジスト膜を剥離する電解剥膜処理、およ
び、金属薄板に防錆処理を施す電解防錆処理のうちのい
ずれかの電解処理である請求項１または請求項２に記載
の、金属薄板の電解処理方法。