JPS5843479B2 - 電解食刻方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電解食刻方法、更に詳しく言えば一個の型パタ
ーンを使用して多数の電解食刻を行うに当って均一な電
解食刻を行う方法に関するものである。

従来、金属を食刻する手段として、電気化学的な手段と
化学的な手段が知られている。

前者の電気化学的に金属を食刻する手段として、次の３
種類の方法があげられる。

（１）金属面上に耐食性レジストパターンを設けて電解
液中に静置し金属を陽極とし陰極に不溶性金属を用いて
、前記金属裸出部のみを電解溶出させる方法。

（２）電解加工法と通称される方法で、型陰極を用い、
該型陰極を陽極である金属面に接近させ電解液を該型陰
極から噴出させて食刻し、食刻の進行に従って空隙を同
一に保ちながら除除に食刻部奥部に指し込みながら加工
する方法。

（３）電解マーキング法として知られている方法で開口
部を有し該開口部上に保水性物質が存在する保水性ステ
ンシルを電解液でぬらしたのち金属に接触させ、さらに
陰極を該ステンシルに接触させて金属を陽極として通電
して微小深さに電解食刻する方法。

第１番目のレジストを使用して金属を食刻する方法とし
ては、レジストをスクリーン印刷により金属に耐着乾燥
してパターンを形成する方法あるいは金属にフォトレジ
ストを耐着乾燥し、目的とするパターンと逆のパターン
を使用して露光し、ついで現像、乾燥して目的とするバ
タ、−ンを形成する方法が行われている。

スクリーン印刷によってパターンを形成して電解食刻を
行う場合には（１）金属の前処理、（２）乾燥、（３）
レジスト印刷、（４）乾燥、（５）電解食刻、（６）水
洗、（７）レジスト除去、（８）洗滌および、（９）乾
燥の９工程からなる操作を必要とする。

またフォトレジストによるパターンを形成して電解食刻
を行う場合には、（１）金属の前処理、（２）乾燥、（
３）フォトレジスト塗布、（４）乾燥、（５）ハターン
露光、（６）現像、（７）乾燥、（８）ベーキング、（
９）電解食刻、ｄＯ）水洗、（１１）フォトレジスト除
去、０の洗滌′および、（１３）乾燥の１３工程からな
る操作を必要とする。

このように、これらのレジストを使用して金属を食刻す
る方法においては、レジストあるいはフォトレジストを
金属の食刻に当ってその都度形成しなげればならない必
要があり、操作工程が多くかつ複雑であり、費用が高額
となる欠点がある。

又、第２番目の電解加工法においては、電極型が高価で
あり、且、複雑な形状の加工が難しい欠点がある。

更に、第３番目の電解マーキング法においては液が瞬間
的に消費され、２〜３μの極めて浅い食刻しか行なうこ
とができない欠点がある。

更に又、後者の化学的な食刻手段として、マスキング板
といわれるゴム板のような柔軟性と耐食性を有する型板
を用い、これと耐食性基板との間に金属をクランプして
非食刻部分を保護してケミカルミーリングを行なう方法
が知られている。

この方法においては１枚のマスキング板を反復使用して
多数の金属な食刻加工することができるので能率的に低
い価格で金属を食刻できる利点がある反面簡単な形状の
食刻加工を繰返す場合だけに限られ、特に島状に孤立し
た部分を有するパターンの場合にはこの方法は適用でき
ず、また大面積にわたって食刻するには不適当であり、
さらにまた加工精度が極めて低い欠点がある。

本発明者等の一人は、さきに金属被加工材に食刻すべき
領域に対応する部分が開口している電気絶縁性物質製の
型パターンを密接し、該金属被加工材に電極を対向させ
、該金属被加工材と該電極との間に電解液を噴流しつつ
該金属被加工材を陽極とし、かつ該電極を陰極として電
流を通じて該金属被加工材を電解食刻し、ついで該型パ
ターンを電解食刻された金属被加工材から離脱し、離脱
した該型パターンを電解食刻せられるべき第２の金属被
加工材に密接して前記と同様に電解食刻し、ついで後者
の電解食刻を順次に電解食刻せられるべき金属被加工材
に対し、−個の該型パターンを使用して繰り返し行なう
ことを特徴とする電解食刻方法を発明し、前記の在来法
の諸欠点を改善することに成功ハ。

（昭和４９年特許願第１３８６１７号明細書参照）。

しかしながら、この方法を比較的に大きい面積を有する
金属被加工材に適用する場合一本の長巾電極を使用する
ことにより均一に電解食刻を行うことは極めて困難なこ
とであって、電流分布の不均一、即ち電極両端近辺の電
流密度が中央近辺に比較して犬となるため、両端部の電
解食刻は過剰気味となり、中央部は不足気味となる欠点
がある。

本発明者等はこれらの欠点に鑑み、一本の長巾電極の使
用によってもなお均一な電解食刻を得ることについて研
究を重ねた結果、電解食刻液の供給量を調節し得る流量
調節装置をそれぞれ設けた複数個の電解食刻液供給管を
個個あるいは一体の電解食刻噴流装置に設けることによ
り本発明を完成するに至ったのである。

したがって、本発明は金属被加工材に食刻するべき領域
に対応する部分が開口している電気絶縁性物質製の型パ
ターンを密接し、該金属被加工材に電極板を垂直に対向
させ、該金属被加工材を陽極としかつ該電極板を陰極と
して、電解食刻液の供給量を調節し得る流量調節装置を
それぞれ設けた複数個の電解食刻液供給管を個個あるい
は一体の電解食刻液噴流装置に設け、該電解食刻液供給
管から電解食刻液を流量を調節しつつ該電解食刻液噴流
装置に供給しその装置から噴流しながら電解食刻し、つ
いで該型パターンを電解食刻された金属被加工材から離
脱し、離脱した該パターンを電解食刻すべき第２の金属
被加工材に密接して前記と同様に電解食刻し、ついで後
者の電解食刻を順次に電解食刻すべき金属被加工材に対
し、−個の該型パターンを使用して繰り返し行なうこと
を特徴とする電解食刻方法である。

本発明方法において使用し得る型パターンとしては （１）電気絶縁性スクリーンにエマルジョン（例えば感
光性ホトレジスト）を塗布したのち原版をあてがって露
光現像を行なって電気絶縁性エマルジョンパターンを形
成してなる型パターン。

（２） ベースフィルムにあらかじめエマルジョンを
塗布しておき、原版をあてがって露光現像を行なって電
気絶縁性エマルジョンパターンを形成したのち、電気絶
縁性スクリーンにエマルジョンパターンを転写してなる
型パターン。

（３）電気絶縁性スクリーン上に電気絶縁性ペーストを
用いて手描もしくはスクリーン印刷法により電気絶縁性
ペーストハターンを形成してなる型パターン。

（４）電気絶縁性フィルムを開口させ、該フィルムを電
気絶縁性スクリーンに接着してなる型パターン。

（５）ベースフィルムにあらかじめ電気絶縁性エマルジ
ョンを厚めに塗布しておき、原版をあてがって露光現像
したのちベースフィルムより剥離してなる型パターン。

（６）電気絶縁性フィルムを開口させてなる型パターン
。

などを用いることができる。

本発明方法において使用する型パターンに使用するスク
リーン材料は通常用、ナイロン、テトロン系等から成る
市販品が使用できる。

電解遮蔽用レジストはポリげい皮酸ビニール系レジスト
例えばＫＰＲ（コダックホトレジスト）環化ゴム系しジ
ス）ＫＭＥＲ（シスポリイソプレンを主成分とするコダ
ックメタルエッチレジスト）オルンキノンジアジド系レ
ジスト例えばＡＺ（米国シラプレー社製）の如き溶剤可
溶型ホトレジストを用いるのが好ましい。

その他型パターンについては前記した昭和４９年特許願
第１３８６１７号明細書に記載された使用材料の選定、
構成、その他の実施要領に従うことができる。

本発明により、鉄、銅、真鶴、アルミニウム、ニッケル
、クロム、鉛、錫、亜鉛、ステンレススチール、パーマ
ロイ等で一般的表現をとれば該金属又は合金が陽極にお
いて陽極酸化され不動態化されない全ての金属、合金類
を食刻することができる。

本発明において使用する電解食刻液としては、種種の金
属および合金について従来使用されているものを使用す
ることができる。

つぎに本発明の電解食刻方法を図面に基づいて具体的に
説明する。

第１図は本発明の電解食刻方法の一例を説明する一部断
面を示す正面図、第２図は本発明の電解食刻方法の他の
例を説明する一部断面を示す正面図および第３図は第２
図の上から見た平面図である。

第１図において、１は金属被加工材、２は型パターン、
３は型パターン２の開口部、４は支持台、５は陰極板、
６は電解食刻液噴流ノズル、７は電解食刻液を送る分岐
管、８は電解食刻液噴流量調節バルブ、９は電解食刻液
を送る主管、１０はバルブ、１１は電解食刻液流入管お
よび１２は電源である。

第１図は電解食刻液噴流ノズルを個別にした場合の例を
示したもので、金属被加工材１の上に型パターン２を密
接したものを支持台４の上に載置して固定し、電解食刻
液を電解食刻液流入管１１からバルブ１０を加減して電
解食刻液を送る主管９を通じて電解食刻液を送る分岐管
７のそれぞれに送り、ついで電解食刻液噴流量調節バル
ブ８で電解食刻液の流量を加減して電解食刻液噴流ノズ
ル６に供給し、該電解食刻液噴流ノズル６から電解食刻
液を電源１２の陽極側に接続した金属被加工材１と陰極
板５との間に噴流しつつ電流を電源１２から供給するこ
とによって金属被加工材１を電解食刻して型パターン２
の開口部３の形状に応じた食刻を得る。

ついで型パターン２を離脱し、この型パターン２をつぎ
に電解食刻すべき金属被加工材に密接し前記と同様の要
領で電解食刻し、順次同様の操作を繰り返えし、一枚の
型パターンのみを使用することにより多数の金属被加工
材を電解食刻するのである。

第２図および第３図において、１３は金属被加工材、１
４は型パターン、１５は型パターン１４の開口部、１６
は支持台、１７は陰極板、１８は一体とした電解食刻液
噴流ノズル、１９は電解食刻液を送る分岐管、２０は電
解食刻液噴流量調節バルブ、２１は電解液を送る主管、
２２はバルブ、２３は電解食刻液流入管および２４は電
源である。

第２図および第３図の場合は、金属被加工材１３の上に
型パターン１４を密接したものを支持台１６の上に載置
して固定し、電解食刻液を電解食刻液流入管２３からバ
ルブ２２を加減して電解食刻液を送る主管２１を通じて
電解食刻液を送る分岐管１９のそれぞれに送り、ついで
電解食刻液噴流量調節バルブ２０で電解食刻液の流量を
加減して電解食刻液噴流ノズル１８に供給し、該電解食
刻液噴流ノズール１８から電解食刻液を電源２４の陽極
側に接続した金属被加工材１３と陰極板１７との間に噴
流しつつ電流を電源２４から供給することによって金属
被加工材１３を電解食刻して型パターン１４の開口部１
５の形状に応じた食刻を得る。

ついで型パターン１４を離脱し、この型ハターン１４を
つぎに電解食刻すべき金属被加工材に密接し前記と同様
の要領で電解食刻し、順次同様の操作を繰り返えし、一
枚の型パターンのみを使用することにより多数の金属被
加工材を電解食刻するのである。

上記に説明した如く、本発明の電解食刻方法によれば、
一枚の型パターンのみを使用することによって多数の金
属被加工材を電解し得ると共に電解食刻液の噴流を個別
にするかあるいは一体とする電解食刻液噴流ノズルを使
用し、このノズルに電解食刻液を送る分岐管から電解食
刻液噴流量調節ノ＜ルフにより電解食刻液の流量を加減
しつつ送りこみ、均一な量で金属被加工材の表面の全体
に渉って電解食刻液をノズルから噴流させ得るので陰極
と陽極との間の電流密度を均一にさせることができ、大
きい面積を有する金属被加工材であっても所望の均一な
電解食刻が得られしたがって精度の高い正確な食刻を達
成し得るのである。

つぎに、本発明の実施例を示す。

実施例 １ １５０線／吋テトロンスクリーン上にＫＭＥＲ（コグツ
ク。

メタルエッチ、レジスト）によって型パＰ−ンを作製し
た。

この型パターンを陽極側に接続した７００Ｘ１０００ｍ
、板厚０．３ｍのステンレス板におしつげて密接させ、
３本の短ノズルを第１図の如く配夕１ル、各ノズルの吐
出量を調整しながら電解食刻を行った。

食刻完了時、食刻深度は約０．１５ｍｍであり、深さの
バラツキは±１５μ程度で、同一条件で単一の長巾ノズ
ルを用いて食刻した場合の±３０μのバラツキに比較し
て、高精度の食刻が得られた。

実施例 ２ 実施例１と同条件で、但しノズルの数を７本に増やして
食刻を行ったところ、寸法バラツキは実施例１より向上
し、±１０μにおさまった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電解食刻方法の一例を説明する一部断
面を示す正面図、第２図は本発明の電解食刻方法の他の
例を説明する一部断面を示す正面図および第３図は第２
図の上から見た平面図である。 １・・・・・・金属被加工材、２・・・・・・型パター
ン、３・・・・・・型パターン２の開口部、４・・・・
・・支持台、５・・・・・・陰極板、６・・・・・・電
解食刻噴流ノズル、７・・・・・・電解食刻液を送る分
岐管、８・・・・・・電解食刻液噴流量調節バルブ、９
・・・・・・電解食刻液を送る主管、１０・・・・・・
バルブ、１１・・・・・・電解食刻液流入管、１２・・
・・・・電源、１３・・・・・・金属被加工材、１４・
・・・・・型パターン、１５・・・・・・型パターン１
４の開口部、１６・・・・・・支持台、１７・・・・・
・陰極板、１８・・・・・・電解食刻液噴流ノズル、１
９・・・・・・電解食刻液を送る分岐管、加・・・・・
・電解食刻液噴流量調節バルブ、２１・・・・・・電解
液を送る主管、２２・・・・・・バルブ、２３・・・・
・・電解食刻液流入管、２４・・・・・・電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属被加工材に食刻するべき領域に対応する部分が
   開口している電気絶縁性物質製の型パターンを密接し、
   該金属被加工材に電極板を垂直に対向させ、該金属被加
   工材を陽極としかつ該電極板を陰極として、電解食刻液
   の供給量を調節し得る流量調節装置をそれぞれ設けた複
   数個の電解食刻液供給管を個個あるいは一体の電解食刻
   液噴流装置に設け、該電解食刻液供給管から電解食刻液
   を流量を調節しつつ該電解食刻液噴流装置に供給しその
   装置から噴流しながら電解食刻し、ついで該型パターン
   を電解食刻された金属被加工材から離脱し、離脱した該
   パターンを電解食刻すべき第２の金属被加工材に密接し
   て前記と同様に電解食刻し、ついで後者の電解食刻を順
   次に電解食刻すべき金属被加工材に対し、−個の該型パ
   ターンを使用して繰り返し行なうことを特徴とする電解
   食刻方法。