JPS5848039B2 - 電解食刻方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は全面に均一な電解食刻を施し難いかまたは施し
得ない曲面を有する金属被加工材の電解食刻方法、更に
詳しくいえば、多数個の上記の金属被７７［］工材を１
個の電気絶縁性物質製の型パターンを反復使用して電解
液を上記金属被加工材面に吹付けながら電解を行う電解
食刻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核型陰
極から噴出させて食刻し、食刻の進行従って空隙を同一
に保ちながら除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、レジストを印刷により金属に附着乾燥してパター
ンを形成する方法あるいは金属にフォトレジストを附着
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。

レジストによるパターンを形戒して醒解食刻を行う場合
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
・１ｔ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）車解食刻、（１．０）水洗、０１）フォトレジスト
除去、０２）洗滌および、０３）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或しなければならない必
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、スラツジはたまりつｊでなしであるので
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
が知られでいる。

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、また犬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、一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？ことに成功した。

（昭和４９年特許願第１３８６１７号明細書参照）。

しかるところ、上記の型パターンを用いる電解食刻法で
は、小さい金属被加工材については、その電解食刻すべ
き面積に相応した面積を有する平板電極を用いることに
より、特該電極を移動しなくとも、その全面を同時に均
一に醒解食刻することが可能である。

しかしながら、全面的に均一な電解食刻を施し難いかあ
るいは姉し得ない萌面を有する金属被加工材に電解食刻
すべき領域に相応する部分が開口している縦気絶縁性物
質の型パターンを密接し、平板電極を用いるときは平板
電極面と金属被加工材面との距離が全面的に不均一とな
るので電流分布が不均一となり均一な電解食刻は不可能
なのである。

本発明者等は、上記の欠点は孔を設けまたは設けない該
金属被加工材曲面の形状に相応する形状を有する電極を
用いこれを型パターンを密接した金属被加工材と対向さ
せ、孔からあるいは金属被加工材と電極との間に電解液
を噴流しつ＼電解することにより解消され得ることに成
功した。

したがって、本発明は全面的に均一な電解食刻を施し難
いかまたは椎し得ない曲面を有する金属被加工材に電解
食刻すべき領域に対応する部外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、該金属被加工材に孔を
設けたまたは設けない該金属被加工材の曲面の形に相応
する形を有する電極を対向させ、該金属被加工材と該電
極との間に電極の孔からあるいは電極の外方から電解液
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戚解食刻し、
ついで核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、一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は電極は停止したまでもよく、小さ
い振幅で移動させてもよい。

電解液の噴流は金属被加工材の面積が小さい場合は電極
外から行うことによっても金属被加工材と電極との間に
噴流させることによって均一な電解食刻はできるが、金
属被加工材の面積が大きい場合には電極に設けた孔から
電解液を噴流することにより均一な電解食刻を都合よく
行うことができる。

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
或してなる型パターン。

（２）ベースフイ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直気絶
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
ペーストパク ンを形或してなる型パターン。

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

（５）ペースフイ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
したのちペースフイルムより剥離してなる型パターン。

（６）電気絶縁性フイ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。

本発明方法はおいて使用する型パターンに使用するスク
リーン材料は通常絹、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け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）環化ゴム系レジ
ストＫＭＦＲ（シスポリイソブレンを主成分とするコダ
ックメタルエッチレジスト）オルソキノンジアジド系レ
ジスト例えばＡＺ（米国シツプレー社製）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ｆＦ０４９年特
許願第１３８６１７号明細書に記載された使用材の選定
、構戊、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、真鋳、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他の方法
と比較して具体的に説明する。

第１図｛１本発明者等の一人が嚢に提案した型パターン
を使用する電解食刻方法を曲面を有する金属被加工材の
電解食刻に応用した場合の実施態様を示す断面図で、１
は電源６の陽極側に接続した曲面を有する金属被ＤＯ工
材、２は型パターン２の開口部、４は電源６の陰極側に
接続した電極、５は電解液の噴流孔である。

このような場合は薄型電極４を用いて金属被加工材の面
に沿ってスライドさせながら電解食刻を行うこととなる
ので厩解食刻を均一に行うことが困難でありかつ全体の
電解食刻に相当の時間を消費する難点がある。

第２図は曲面を有する金属被加工材に対して型パターン
は第１図の場合と同様であるが陰極として大きい平面陰
極を使用して行った場合の断面図で、１は電極６の陽極
側に接続した曲面を有する金属被加工材、２は型パター
ン、３は型パターンの開口部、４は電源６の陰極側に接
続した多数の電解液噴流孔５を設けた大きい平面電極で
ある。

このような場合には、陽極たる金属被加工材と陰極たる
大きい平面電極との闇の間隔が一定でないので電解液の
噴流が均一であったとしても電解食刻は均一に行かれな
い欠点がある。

第３図は本発明方法の最も好ましい一例を示す断面図で
電源６の陽極側に接続した曲面を有する金属被加工材１
に開口部３を有する型パターン２を密接し、陽啄たる金
属被加工材１に対向して電源６の陰極側に接続した多数
の電解液の噴流孔５を有しかつ下端を金属被加工材の曲
面に相応する曲面を有する電極４を配置し、前記金属被
加工材１と電極４との間に電解液噴流孔５から電解液を
噴流しつ′−＝直流また｛１直流に交流を重畳させた電
流を通じて金属被加工材１を電解食刻し、食刻完了後金
属被加工材１から型パターン２を取り除き、該型パター
ン２を次に処理すべき金属被カロエ材１に押しつけて密
接させ、以後前記の電解食刻工程を操返して、１枚の型
パターン２を反復使用して多数の金属被加工材の電解食
刻を行うのである。

本発明の方法によれば電解液の噴流は均等に行われ、そ
の均等な電解液の成分と電導度の下に金属被加工片（陽
極）と陰極との極間距離が等しいので均一な電解食刻が
行われ、第１図および第２図に示した方法に比較して電
解★刻は均一にしかも早く行われる利点がある。

つぎに本発明の実施例を示す。

２５０線／吋のテトロンスクリーン上に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し型パターンを製作する。

型パターンのレジストの厚さは５０μとする。

この型パターンを３００ｍＨの凸面を有する直径８０ｍ
ｍの鋼材に押し付けて密接し、外径８０ｉｉで３００ｍ
ｍＲの曲面を有する凹面電極を型パターンから０． ５
ｍｖｔの間隔をおいて配置し、電解食刻液（１５φＮ
ａＮｏｓ水溶液）を凹面電極に設けた電解液噴流孔から
２ｋｇ／ｃｖｔの圧力で噴流させ、鋼材を電源の陽極側
に凹面電極を電源の陰極側に接続して約３０Ａ／ｃＩ？
Ｌの電流を２０秒間通電して電解食刻を行う。

その結果、電解食刻の深さは約０．１５ｍｍであり、第
１図に示した薄型電極を移動して電解食刻する場合に比
較して約４倍の電解食亥１伽工速塵が得られた。

また、引続き上記の型パターンを反復使用して電解食刻
を行ったところ、ほぼ１０００枚の鋼材を電解食刻する
ことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明者等の一人が嚢に提案した型パターンを
使用する車解食刻方法を曲面を有する金属被加工材の電
解食刻に応弔した場合の実施態様を示す断面図、第２図
は曲面を有する金属被加工材を陰極として大きい平面電
極を使用して行った場合の断面図および第３図は本発明
方法の最も好ましい一例を示す断面図である。 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・・・・
・・陰極、５・・・・・・電解食刻液噴流孔、６・・・
・・・電源。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 全面的に均一な電解食刻を施し難いかまたは施し得
   ない曲面を有する金属被加工材に電解食刻すべき領域に
   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、該金属被加工材に孔を設けたまたは設け
   ない該金属被加工材の曲面の形に相応する形を有する電
   極を対向させ、該金属被加工材と該電極との間に電極の
   孔からあるいは電極の外方から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、一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。