JPS5843478B2 - 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、更に詳しく謂えばサイドエッチ
がほとんど生ずることなしに目的とする食刻すべき領域
のみを電解食刻する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
一に保ちながら徐々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
パター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）パターン
露光、（６）現像、（７）乾燥、（８）ベーキング、（
９）電解食刻、０Φ人洗、Ｃ１１）フォトレジスト除去
、（６）洗滌および、α成像の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□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
多数の金属を食刻加工することができるので能率的に低
い価格で金属な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した。

（昭和４９年特許願第１３８６１７号明細書参照）。

しかしながら、この電解食刻法においては化学食刻法の
場合と同様にサイドエッチの現象が起り、したがって１
枚の型パターンを用いて深い食刻を行うとするときは、
必然的にサイドエッチが生起し、しかもサイドエッチが
大となり、型パターンの転写画像が著しく変形するに至
る欠点がある。

本発明者等は、上記の欠点に鑑み、サイドエッチの少い
電解食刻を行って所望の型パターンの転写画像が変形す
ることのないようにすることについて種々研究を重ねた
結果、本発明を完成するに至ったのであって、その発明
の要旨とするところは金属被加工材に所望の大きさの食
刻すべき領域の面積より小さい開口部を有する電気絶縁
性物質製の第一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
解食刻液を噴流しつ＼鉄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まず
（所望する深さの５０〜７０饅程度まで）電解食刻し、
ついで第一の型パターンを電解食刻された金属被加工材
から離脱する第一工程を行い、ついで第一の型パターン
の開口部の面積よりは大きいが・所望の大きさの食刻す
べき領域の面積よりは小さい開口部を有する第二の型パ
ターンをその開口部の中心が第一工程における金属被加
工材の電解食刻された部分の中心と合致させて金属被加
工材に密接し、第一工程の電解食刻にならい（所望する
深さの９０％程度まで）電解食刻を行う第二工程を行い
、ついで最後に所望の大きさの食刻すべき領域の面積と
同じ面積の開口部を有する電気絶縁性物質製の第三の型
パターンをその開口部の中心が第二工程における金属被
加工材の電解食刻された部分の中心と合致させて金属被
加工材に密接し前記の工程の電解食刻にならい、所望の
深さまで電解食刻して所望の大きさの食刻すべき領域を
サイドエッチ少く食刻する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ションパターンを形
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
ペーストパ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
。

ｔＬ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
リーン材料は通電相、ナイロン、テトロン糸等から成る
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、ｔばＫＰＲ（コダックホトレジスト）環化ゴム系レ
ジスト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、種々の金
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、第２図および第３図は本発明の電解食刻方法の
三工程からなる場合の実施態様の一部断面を示す正面図
である。

第１図、第２図および第３図において、１は電源８の陰
極側に接続した陰極、２は電解食刻液の噴流装置、３（
第１図）。

３′（第２図）および３〃（第３図）は型パターン、４
（第１図）、４’（第２図）および４〃（第３図）はそ
れぞれ型パターン３，３′およびｙの開口部、６（第１
図）、６’（第２図）および６〃（第３図）は電源８の
陽極側に接続した金属被加工材、５（第１図）、５’（
第２図）および５／／（第３図）はそれぞれ金属被加工
材６，６′および５／、ｔ７）電解食刻部、７は金属被
加工材の支持台、８は電源である。

本発明方法においては、第１図に示す如く支持台上に陽
極とした金属被加工材料６を載置し、更に開口部４を有
する型パターン３を載置して金属６に密接させ、電解食
刻液の噴流装置２から電解食刻液を噴流しつつ金属被加
工材料６と陰極１との間に電源８から電流を供給するこ
とによって電解食刻を行う。

ただし、この場合に使用する型パターン３の開口部４０
面積の大きさは第３図に示す所望の電解食刻部５〃の面
積に等しい型パターン３／４７）開口部４〃よりは小さ
い面積のものを使用しなるべく所望の電解食刻部５〃の
深さに近い深さまで電解食刻して電解食刻部５を形成し
、゛ついで型パターン３を離脱する。

ついで、第２図に示す如く第１図の場合と同様にただし
この場合には使用する型パターン３′の開口部４′の面
積の大きさは第１図に示した型パターン３の開口部４の
面積よりは大きいが第３図に示す所望の電解食刻部５〃
の面積に等しい型パターン３切開口部４〃よりは小さい
面積のものを使用して第１図の場合の電解食刻部５の面
積よりは大きくかつ深さよりは深いが所望の電解食刻部
５〃の面積よりは小さくかつ深さより浅い電解食刻部５
嘗得られるように電解食刻し、ついで型パターン３′を
離脱する。

さらにつづいて、第３図に示す如く、第１図および第２
図の場合と同様にただしこの場合には使用する型パター
ン３〃は所望の電解食刻部５〃の面積に等しい面積の開
口部〃Ｉを有するものを使用してサイドエッチが生じな
いように所望の面積および深さを有するように電解食刻
部５〃を得るように電餌食刻し、ついで型パターン３〃
を離脱する。

かくしてこの場合には３個の型パターンを使用し３工程
にてサイドエッチの少い所望の面積および深さを有する
電解食刻部が得られるので、高精度の電解食刻を行うこ
とができるのである。

目的とする電解食刻部の面積の大きさおよび深さに応じ
て型パターンの使用個数および工程数は上記の３個の型
パターンおよび３工程に制限されるものではなく任意の
個数の型パターンおよび任意の工程数を選んで高精度の
電解食刻を行うこともできる。

本発明によれば各電解食刻工程においてただ１個の型パ
ターンを用意しさえすればよくその１個の型パターンを
反復使用することによって各電解食刻工程を行うことが
でき電解食刻工程数に応じた個数の型パターンを用意す
れば足りるという操作上の簡便性ならびに経済性の点に
おいて従来の電解食刻方法に比して勝る利点がある。

本発明方法においては、前述の第三の型パターンを使用
する代りに、予め被加工材に第三の型パターンに相応す
るフォトレジスト製画像またはスクリーン印刷画像を施
しておいて、ついで本発明方法による型パターンを使用
する前述の第一および第二工程の操作を行い、最終工程
で前記フォトレジストまたはスクリーン印刷画線をレジ
ストとして電解食刻するという従来方法と組み合わせる
方法により図線精度を上げることができる。

本発明方法においては、形状は同一で大きさだけが異な
る数個の型パターンを用いて深い電解食刻を行う場合に
ついて前述したが、画線形状の相違する多数の型パター
ンを用意することにより同一の金属被加工材上に深さを
相違する電解食刻をすることができるので興味ある装飾
板の如きを製造することができる。

本発明方法においては、必要により異種金属を積層した
積層金属板を金属被加工材として用い異なる型パターン
を用いて電解食刻を行うときは、各金属層の金属を一枚
の金属板上に散在させた模様画像を形成した製品を得る
ことができる。

つぎに本発明の実施例を示す。

実施例 １ ２００線／吋のテトロンスクリ゛−ン上にＫＭＥＲ（コ
ダック・メタルエッチ・レジスト）を塗布したのちパタ
ーンを焼付けてから現像を行って、３個の型パターン３
，３′および３〃を作製する。

型パターンの寸法については、型パターン３′の画線（
非食刻部）が型パターン３〃に比べて０．３〃大とし、
型パターン３の画線（非食刻部）が型パターン３′に比
べて１．０〃大となるように調整した。

はじめに、型パターン３を用い 該型パターンに面積２
００ＪＸ厚さ７ｗＩＬの銅板を押しつげて密接させ、該
銅板に対向させて陰極を設置し、該銅板を陽極とし、両
極の間に電解食刻液（１５重量％ＮａＮＯ３水溶液）を
噴流させて、１．０ｍＸの深さまで電解食刻を行った。

電流密度は４０Ａ／ｃｒＡ程度で電解食刻時間は１０分
とした。

電解食刻終了後、型パターン３を該銅板から離脱し、つ
いで型パターン３′を該銅板の電解食刻部に目合せして
押しつげ前記の工程と同様の工程を行い、全体で深さが
１．２藺になるまで電解食刻を行った。

型パターン３′による電解食刻終了後、所望の画線を有
する型パターンνにより電解食刻を前記工程と同様に全
体で深さが１．３藺まで行った。

電解食刻部はサイドエッチがほとんどなく深さも所望の
寸法のものが得られ、精度は極めて正確であった。

実施例 ２ 実施例１と同一方法で、ただし型パターンｙを使う代わ
りに、銅板上に予め型パターンνと同一画線のパターン
をレジスト製版をしておいてから、型パターン３及び３
′による食刻を行い、最後に前記レジスト製版画像を用
いて食刻加工を行った。

実施例１に比べてより鮮鋭な食刻板を得ることができた
。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は本発明の電解食刻方法の
三工程からなる場合の実施態様の一部断面を示す正面図
である。 １・・・・・・陰極、２・・・・・・電解食刻液の噴流
装置、３゜３′およびν・・・・・・型パターン、４．
４′および４〃・・・・・・型パターン３，３愉よび３
〃の開口部、 ５ 、５愉よび５〃・・・・・・電解食
刻部、６，６′および６〃・・・・・・金属被加工材、
７・・・・・・支持台、８・・・・・・電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 金属被加工材に所望の大きさの食刻すべき領域の面
   積より小さい開口部を有する電気絶縁性物質製の第一の
   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食刻液を噴流し
   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、ついで第
   一の型パターンを電解食刻された金属被加工材から離脱
   する第一工程を行い、ついで第一の型パターンの開口部
   の面積よりは大きいが所望の大きさの食刻すべき領域の
   面積よりは小さい開口部を有する第二の型パターンをそ
   の開口部の中心が第一工程における金属被加工材の電解
   食刻された部分の中心と合致させて金属被加工材に密接
   し、第一工程の電解食刻と同様に電解食刻を行う第二工
   程を行い、ついで最後に所望の大きさの食刻すべき領域
   の面積と同じ面積の開口部を有する電気絶縁性物質製の
   第三の型パターンをその開口部の中心が第二工程におけ
   る金属被加工材の電解食刻された部分の中心と合致させ
   て金属被加工材に密接し前記の工程の電解食刻を行い、
   所望の大きさの食刻をほとんどサイドエッチなしに得る
   ことを特徴とする電解食刻方法。