JPS591662A - 金属板のエツチング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は微細な開孔を設けるための金属板のエツチング
方法に関するものである。

発明の技術的背景と間加点 例えばカラー受像管に組み込まれるシャドウマスクはカ
ラー受像管の色選別機能を有する重要な部品の一つであ
る。即ち、規則正しく配列された多数の開孔を有するシ
ャドウマスクは赤、緑及び青に発光する螢光体が塗シ分
けられた螢光面と電子銃の間にあって螢光面に近接対向
して配設されている。そして電子銃から射出された３本
の電子ビームは偏向作用を受は乍らシャドウマスクの開
孔近傍で集束し、再び離散して夫々の螢光体に正しく対
応射突発光せしめてカラー映像を現出させる。

このようなシャドウマスクの開孔は鉄等を主成分とする
金属板を累月として露光、現像及び化学的エツチングに
よって穿設される。その除名々の開孔は電子銃側の開孔
領域よりも螢光面側の開孔領域の方が大となるように穿
設される。これは電子ビームが偏向作用を受けてシャド
ウマスク周辺へ斜めに入射した場合の実効透過率を確保
するためである。またこの多数の開孔の穿設工程は量産
に対応するために長尺のシャドウマスク用素材を移動さ
せて順次穿設し、開孔の穿設工程終了後に各寸法に合わ
せて切断され曲面状に成形される。

之等の穿設工程に於て、まず第１に設計値に対する許容
範囲内の形状の開孔が要求される。しかし乍ら化学的腐
蝕によるエツチングでは常にサイドエツチングを考慮す
る必要がある。一般にエツチング法で高精度の開孔を得
るには素材の板厚程度が限度とされている。しかし乍ら
シャドウマスクの板厚は機械的強度の点から即ち０．１
５１ｍ前後゛と限度近く迄薄くされておシ、これ以上薄
くすることは極めて困難である。−刃高解像度を要求さ
れるカラー受像管では、更に開孔のピッチ及び寸法の小
さいものが要求され、このような開孔を高精度に穿設す
ることは極めて困難である。

このための手段として、例えば特開昭５１−９０３５号
公報に示されるようなエツチング方法が提案されている
。即ち第１図に示すようにエツチングの前段工程（３）
で鉄板（１）は片側から部分的にエツチングされ鉄枦−
（１）の反対側に位置した感光膜と鉄板の露出部分は保
護シールド（２）によりエツチングされぬよう完全に保
護されている。その後後段工程（４）で保護シールド（
２）は剥され、最終孔寸法が得られるまで両面よシエッ
チングを続ける。且つ保護シールドは連続使用可能な装
置機構を有している。

また保護シールドとしては硫化された粒子を含むコムヘ
ルド又は感圧ポリエステル、塩化ビニール或は酢酸ビニ
ルフィルム等が適するとしている。

しかし乍らこのような方法では保護シールドを用いるた
めに走行鉄板総重量が増大し、エツチングチャンバー内
で鉄板のたわみが発生し易く、鉄板とスプレーノズルと
の距離がばらつく事によシ均一なエツチング状態が乱れ
る問題点を有している。

これを回避するために通常よシ強い張力で鉄板を引張る
と過度の歪が鉄板にかかり、プレス成形工程での成形品
位をばらつかせる結果となる。又エツチングチャンバー
内に鉄板のたわみを防止する支持ローラーを設ける方法
もあるが、この場合には支持ローラ一部に位置した鉄板
にはエツチング液がかからず、且つ支持ローラ一部にエ
ツチング液が尚たシ、スプレーパターンが乱れることか
ら均一エツチング状態を保つことが難しい。更に保護シ
ールドの再使用を可能にする工程を設けることは保護シ
ールドの汚れを完全に取去るとともに乾燥を行なわなけ
れば孔詰シ、孔大などの欠陥発生の原因となり、保護シ
ールドの清浄及び乾燥工程を簡易的に行々うことができ
ず工程が長く々るため設備経費がかさむ欠点を有す−る
。また前段工程の大孔側からのみエツチング後、後段工
程の大小孔両側からのエツチング時大孔側へのスプレー
液当り面積が大きく且つ水平で流す金属板の下側に大孔
を形成するためエツチング液交換が良いことから小孔側
のエツチング速度よシ速い速度で大孔側からのエツチン
グが進行する。この結果第２ングが進行するに従って小
さくカリ、最終的に目的とする孔径を得た時には孔の断
面形状はナイフエッヂ形状にガる。従ってエツチング条
件がばらついた場合ナイフエッチ部は肉厚が薄いために
孔径が変化し易く安定した孔径を得るのが難しい欠点を
有する。

発明の目的 本発明はエツチングの前段工程で小孔側へのエツチング
液付着を防止するための特別な保護シールドを小孔側に
貼シ付ける必要がなく、且つスプレーエツチングの効果
を最大限に利用し鉄板の板厚よシ小さな孔を均一に穿設
することを目的とする。

発明の概要 本発明は前段のエツチング工程を大孔側からのみ行い、
大孔側からのエツチング液が小孔側付着するのを防止す
るため鉄板走行部に当る側面にエツチング液吹き抜は防
止板を有するエツチングチャンバー内でエツチングを行
い、後段工程として小孔側からのみエツチングを行うも
のである。

発明の実施例 第３図（ａ）乃至（ｆ）に示すように所定の厚さくＴ）
を有する平滑な鉄などの金属板（５）の両主面に牛乳カ
ゼイン又はポリビニルアル、コールと重クロム酸アンモ
ニウム、重しロム酸ナトリウム、ジアゾ又はアジドとか
ら成る感光液を塗布乾燥して所定の厚さの感光膜層（６
）、（力を形成した後、金属板（５）の一方の主面に径
の小さい孔のネガ像α０を有するネガ原版（８）を、他
方の主面には径の大きい孔のネガ像０１）を有するネガ
原版（９）をそれぞれ密崩配置し、紫外線などの光源を
使用して各ネガ像（１０）、（ｌυを感光膜層（６）、
（力に焼付ける。次いで感光膜層（６）、（力の未露光
未硬化部（＋２１、（１３１を温水ガどにより溶解除去
し、金属板（５）両主面に小孔形成部及び大孔形成部に
あたる金属面０４）、θＱを露出させる。この後残存感
光膜層の耐エツチング性及び金属板（５）との密着性を
向上させエツチング液による分解・剥離を防止するため
にベーキングと呼ばれる高温熱処理を施し、塩化第二鉄
などのエツチング液０６）を使用しエツチングを行なう
。エツチングの前段工程は大孔側からのみ、つまり下方
のエツチングマンホールド側からのみスプレーを行ない
目的とする深さ、例えば金属板々厚（Ｔ）の約半分以上
の深さまでエツチングを進行させ凹部０ηを形成する。

この大孔側からのエツチング時、小孔側つまり金属板（
５）の−Ｅ側へエツチング液ＯＱが付着した場合、その
付着箇所でエツチングが進行し最終的に孔径バラツキを
発生させる。これを防止するためエツチングチャンバー
は金属板（５）の走行する位置にあたる側壁に第４図（
ａ）乃至（Ｃ）に示すようにエツチング液吹き抜は防止
板−を有している。この防止板α（ト）の構造は種々考
えられるが、金属板（５）走行時にこすれによυ金属板
表面の感光膜層が剥離したり傷がついだシするのを防止
するためには例えはローラー付き防止板（２■が適して
いる。目的とする深さまで凹部αηを大孔側に形成した
後小孔側からのみエツチングを行なうが、一般にエツチ
ングが進行すると第５図に示すように金属板（５）と感
光膜層（６）の接触境界面でサイドエツチングと呼ばれ
る横方向のエツチングが進行する。サイドエツチング量
を定量化する方法としてエッチファクター（Ｆ）（Ｉｉ
’二Ｂ／Ａ）が用いられ、Ｆ値が大きい程サイドエツチ
ング量が少なく焼付はネガパターン寸法に忠実な孔径な
有すマスクを得ることができる。しかし乍ら前述の如く
目的とする孔径を得るためスプレーエツチングを行なう
とサイドエツチングが進行して金属板（５）と非接触の
感光膜層部α槌が形成され、この感光膜層部０槌が大き
くなるに従いスプレーされたエツチング液０ｅが金属板
（５）と感光膜層（６）の接触境界面近傍に衝突するの
を防ぐ働きをする。

損いかえれば金属板（５）と感光膜層（６）の接触境界
面近傍では幼魚￥なエツチング液の交換頻度が低下しサ
イドエツチングの進行が抑制される一方、スプレー液が
直接衝突する箇所つまシエッチングされる小孔の孔底は
変らぬ速度でエツチングが進行し最終的に大小孔が貫通
する。貫通時形成された肉厚の薄い大小孔合致部＠）は
スプレー液が直接衝突するため優先的にエツチングされ
る。大小孔合致部エツチングが更に進行すると大小孔合
致部（２Ｉ）の開孔幅は小孔の感光１１７層（６）の焼
付は幅により規制され始め、且つ大小孔合致部（２Ｌ）
の肉厚が厚くなる為エツチング条件のばらつきが発生し
ても孔径への影響は少なくシャドウマスク全面に寸法誤
差の少ない目的とする寸法を有す孔を得ることができる
。又後段の小孔側からのみのエツチング工程時、エツチ
ングされるべき線断の金属板々厚は最初の金属板々厚（
Ｔ）よシ薄くなっているため金属板々厚より小さな寸法
の孔を有すシャドウマスクを容易に得ることができる。

後段のエツチング工程時大小孔貫通まで大孔側つまり金
属板の下側には前段工程でのエツチング液が付着してい
るが、大小孔貫通までの時間が短′い場合問題にならな
い。しかし乍ら時間が長い場合には付着している箇所で
エツチングが若干進行し孔寸法ばらつきを発生させるた
め、前段の大孔側に凹部（１７）を形成後水洗乾燥処理
をした後に後段の小孔側からのエツチングを行なう。前
段と後段のエツチング時間はエツチング条件（エツチン
グ液温・比重、スプレー圧・流量、板厚）と焼付はネガ
パターン寸法によシ変化するため実験的に求めねばなら
ないが、小孔に対する大孔のサイドエツチング量は２，
５〜５．０倍で良い結果が得られた。本発明はシャドウ
マスクに限らずあらゆる金属板のエツチングに適用でき
ることは勿ｎ謙の事である。

発明の効果 以上のように本発明によれば、金属板の板厚よシも小さ
な孔径を容易に穿設することができ、且つエツチング条
件が乱れても安定したばらつきの少ない孔寸法を得るこ
とができる。また後段工程の小孔側からのエツチング時
に開孔すべき箇所の板厚が薄くなっているため目的とす
る孔径を得るまでのエツチング時間が短かくサイドエツ
チング量が少ない。この結果小孔のネガ寸法を大きくす
ることが可能でネガ原版品位が向上する等の効果を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のエツチング工程を示す概略図、第２図（
ａ）及び（ｂ）は従来のエツチング進行状態を説明する
ための要部の概略図、第３図（ａ）乃至（ｆ）は本発明
の実施例の製造手順を説明するだめの要部の概略図、第
４図（ａ）乃至（ｃ）は本発明に用いるエツチング液吹
き抜は防止板の例を示す要部の概略斜視図、第５図はエ
ツチングファクターを説明するための概略図である。 （１）・・・鉄板　　　　　　　（２）・・・保護シー
ルド（３）・・・前段エツチングチャンバー　（４）・
・・後段エツチングチャンバー（５）・・・金属板　　
　　　　（６）、　（’７）・・・感光膜層（８）、（
９）　・＊　カｊＫ版　　　Ｑ（１１，（１１）−４カ
像ａ２１％ａ３・・・未露光未硬化部　０４）、αω・
・・露出金属面θＧ）・・エツチング液　　　ａ７）・
・・凹部（１９、（イ）・・・吹き抜は防止板　（２１
）・・大小孔合致部代理人　弁理士　則　近　憲　佑　
（ほか１名）第　　Ｉ　図 第４図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）　エツチング液飛散防止枠を有するエツチングチャ
   ンバー内で、前段として金属板表面に多数の孔を画定す
   る耐腐蝕性パターンを有する金属面のみをエツチングす
   る工程と、後段として前記前段工程とは異なる側の金属
   板表面に前記前段工程の孔よりは小さい孔を画定する耐
   腐蝕性パターンを有する金属面のみをエツチングする工
   程とを具備することを特徴とする金属板のエツチング方
   法。 ２）前記前段工程と後段工程との間に水洗、乾燥工程を
   設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の４
   属板のエツチング方法。