JPS5843480B2 - Electrolytic etching method - 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。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an electrolytic etching method, and more specifically, to a method for uniformly electrolytic etching when performing multiple electrolytic etchings using one mold pattern. .

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。Conventionally, electrochemical means and chemical means are known as means for etching metal.

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。The former method of electrochemically etching metal includes the following three methods.
There are various methods.

（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。(1) A method in which a corrosion-resistant resist pattern is provided on a metal surface and left in an electrolytic solution, the metal is used as an anode and an insoluble metal is used as a cathode, and only the bare metal portion is electrolytically eluted.

（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徐に食刻部奥部に指し込みながら加
工する方法。(2) A method commonly known as electrolytic processing method, using a molded cathode,
The mold cathode is brought close to the metal surface which is the anode, and the electrolytic solution is jetted out from the mold cathode and etched, and as the etching progresses, the gap is kept the same and it is gradually inserted into the deep part of the etched part. how to.

（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。(3) Using a method known as the electrolytic marking method, a water-retaining stencil with an opening and a water-retaining substance present on the opening is wetted with an electrolyte and then brought into contact with metal, and a cathode is attached to the stencil. A method of electrolytic etching to a minute depth by bringing the metal into contact and applying electricity to it as an anode.

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。The first method of etching metal using a resist is to form a pattern by screen printing the resist onto the metal and drying it, or by drying the photoresist onto the metal and forming the desired pattern. A method is used in which the desired pattern is formed by exposing the film to light using a pattern opposite to that of the film, and then developing and drying it.

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。When forming a pattern by screen printing and performing electrolytic etching, (1) metal pretreatment, (2) drying, (3)
It requires nine steps: resist printing, (4) drying, (5) electrolytic etching, (6) water washing, (7) resist removal, (8) washing, and (9) drying.

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、ＧＯ）水洗、（Ｊｌ）フォトレジスト除
去、ｄ２）洗滌および、α３）乾燥の１３工程からなる
操作を必要とする。Furthermore, when performing electrolytic etching after forming a pattern using photoresist, (1) metal pretreatment, (2) drying, (
3) Photoresist coating, (4) drying, (5) pattern exposure, (6) development, (7) drying, (8) baking, (
It requires an operation consisting of 13 steps: 9) electrolytic etching, GO) water washing, (Jl) photoresist removal, d2) washing, and α3) drying.

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。As described above, in the method of etching metal using these resists, the resist or photoresist must be formed each time the metal is etched, and the operation steps are many and complicated. However, it has the disadvantage of being expensive.

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。Furthermore, the second electrolytic processing method has the disadvantage that the electrode mold is expensive and that it is difficult to process complicated shapes.

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。Furthermore, the third electrolytic marking method has the disadvantage that the liquid is consumed instantaneously and only extremely shallow etching of 2 to 3 microns can be performed.

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。Furthermore, as the latter chemical etching method, a flexible and corrosion-resistant template such as a rubber plate called a masking plate is used, and metal is clamped between the masking plate and the corrosion-resistant substrate to remove the non-etched parts. A method is known in which chemical milling is performed while protecting the

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。In this method, a large number of metals can be etched by repeatedly using one masking plate, so it has the advantage of efficiently etching metals at a low cost, but on the other hand, it requires repeated etching of simple shapes. In particular, this method cannot be applied to patterns having isolated parts like islands, and is unsuitable for etching over a large area.
Furthermore, there is a drawback that processing accuracy is extremely low.

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。One of the inventors of the present invention first closely attached a mold pattern made of an electrically insulating material with openings corresponding to the areas to be etched onto a metal workpiece, and then placed an electrode facing the metal workpiece. The metal workpiece is electrolytically etched by passing an electric current using the metal workpiece as an anode and the electrode as a cathode while jetting an electrolytic solution between the metal workpiece and the electrode, and then The mold pattern is separated from the electrolytically etched metal workpiece, the separated mold pattern is brought into close contact with a second metal workpiece to be electrolytically etched, and the latter is electrolytically etched in the same manner as described above. The present invention has invented an electrolytic etching method characterized in that electrolytic etching is repeatedly performed on a metal workpiece to be electrolytically etched in sequence using - pieces of the pattern, and the electrolytic etching method described above is improved. succeeded in improving the various shortcomings of

（昭和４９年特許願第１３８６１７号明細書参照）。(See Patent Application No. 138617 of 1972).

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。However, when this method is applied to a metal workpiece having a relatively large area, it is extremely difficult to perform electrolytic etching uniformly by using a single long electrode, and the current distribution is The current density near both ends of the electrode is higher than that near the center, so that the electrolytic etching at both ends tends to be excessive, while at the center it tends to be insufficient.

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、特に電解食刻液噴流器具を揺動させる
ことによって本発明を完成するに至ったのである。In view of these shortcomings, the inventors of the present invention have conducted repeated research on how to obtain uniform electrolytic etching even by using a single long electrode, and have found that the present inventors are able to obtain uniform electrolytic etching by using a swinging electrolytic etching liquid jet device. This led to the completion of the invention.

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、複数個の電解食刻液噴流器具を前記電極板に並列
に設け、該金属被加工材を陽極としかつ該電極板を陰極
として、前記の複数個の電解食刻液噴流器具を揺動しつ
つ電解食刻液を噴流しつつ電解食刻し、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するべき第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。Therefore, in the present invention, a mold pattern made of an electrically insulating material, which is open in a region corresponding to the area to be etched, is brought into close contact with a metal workpiece, and an electrode plate is vertically opposed to the metal workpiece. A plurality of electrolytic etching liquid jet devices are provided in parallel to the electrode plate, the metal workpiece is used as an anode, and the electrode plate is used as a cathode, and the plurality of electrolytic etching liquid jet devices are oscillated. Electrolytic etching is performed while an electrolytic etching solution is jetted, and then the mold pattern is separated from the electrolytically etched metal workpiece, and the separated mold pattern is transferred to a second metal workpiece to be electrolytically etched. The method is characterized in that electrolytic etching is carried out in close contact with each other in the same manner as described above, and then the latter electrolytic etching is performed repeatedly on the metal workpiece to be electrolytically etched in sequence using - number of said mold patterns. This is an electrolytic etching method.

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。The mold pattern that can be used in the method of the present invention is as follows: (1) An electrically insulating emulsion pattern is formed by applying an emulsion (for example, photosensitive photoresist) to an electrically insulating screen, applying an original plate, and performing exposure and development. type pattern.

（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。(2) A mold pattern obtained by applying an emulsion to a base film in advance, applying an original plate, exposing and developing it to form an electrically insulating emulsion pattern, and then transferring the emulsion pattern to an electrically insulating screen.

（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。(3) A mold pattern formed by forming an electrically insulating paste pattern on an electrically insulating screen by hand drawing or screen printing using electrically insulating paste.

０）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。0) A mold pattern formed by opening an electrically insulating film and adhering the film to an electrically insulating screen.

（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。(5) A mold pattern obtained by coating a base film with a thick electrically insulating emulsion in advance, applying an original plate, exposing and developing it, and then peeling it off from the base film.

（６）電気絶縁性フィルムを開口させてなる型パターン
。(6) A mold pattern formed by opening an electrically insulating film.

などを用いることができる。etc. can be used.

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、テトロン系等から戒る
市販品が使用できる。As the screen material used for the mold pattern used in the method of the present invention, commercially available materials such as ordinary, nylon, Tetron, etc. can be used.

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）オルソ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。Resists for electrolytic shielding include polyvinyl cinnamate resists such as KPR (Kodak Photoresist), cyclized rubber resists KMER (Kodak Metal Etch Resist whose main component is cis-polyisoprene), orthoquinonediazide resists such as AZ (manufactured by Silapray, USA). ) is preferably used.

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。For other mold patterns, the selection of materials described in the above-mentioned Patent Application No. 138617 of 1972,
structure and other implementation guidelines.

本発明により、鉄、銅、真鶴、アル□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。According to the present invention, metals or alloys such as iron, copper, manazuru, aluminum, nickel, chromium, lead, tin, zinc, stainless steel, permalloy, etc. in general terms are anodized at the anode and are not passivated. All metals and alloys can be etched.

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。As the electrolytic etching liquid used in the present invention, those conventionally used for various metals and alloys can be used.

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。Next, the electrolytic etching method of the present invention will be specifically explained based on the drawings.

第１図は本発明による電解食刻方法の実施態様の一例を
示す一部断面を示す正面図であり、第２図は第１図の側
面図である。FIG. 1 is a partially sectional front view showing an example of an embodiment of the electrolytic etching method according to the present invention, and FIG. 2 is a side view of FIG. 1.

第１図および第２図において、１は電源９の陽極側に接
続した金属被加工材、２は金属被加工材１上に密接した
型パターン、３は型パターン２の開口部、４は密接した
金属被加工材１と型パターン２の支持台、５は電源９の
陰極側に接続した陰極、６は揺動装置７を設げた電解食
刻液噴流管、８は揺動装置７のカム、９は電源、１０は
電解食刻液流入管、１１はバルブ、１２は電解食刻液を
送る主管、１３は可動し得る電解食刻液を送る分岐管で
ある。1 and 2, 1 is a metal workpiece connected to the anode side of a power source 9, 2 is a mold pattern closely placed on the metal workpiece 1, 3 is an opening of the mold pattern 2, and 4 is a closely spaced metal workpiece. 5 is a cathode connected to the cathode side of a power source 9, 6 is an electrolytic etching liquid jet tube provided with a swinging device 7, and 8 is a cam of the swinging device 7. , 9 is a power supply, 10 is an electrolytic etching liquid inlet pipe, 11 is a valve, 12 is a main pipe for sending the electrolytic etching liquid, and 13 is a branch pipe for sending the electrolytic etching liquid, which can be moved.

本発明においては、第１図および第２図に示すように電
解食刻液流入管６にこれを左右方向に可動することがで
きる揺動装置７を設げて、電解食刻液噴流管６を揺動さ
せながら電解食刻液を噴流しつつこの電解食刻液を通じ
て電源９から陽極たる金属被加工材１と陰極５との間に
電流を供給することに、よって金属被加工材１を型パタ
ーン２の開口部３を介してその開口部３の形状および大
きさに応じた電解食刻を達成することができ、電解食刻
完了後は型パターンを離脱し、つぎの電解食刻すべき金
属被加工材に該型パターンを密接し同様に電解食刻を行
い、順次同様の電解食刻な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に対して行い得る
と共に電解食刻液は金属被加工材の表面の全体に渉って
均一に噴流せられ陰極と陽極との間の電流密度を均一に
し得るため、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点に
おいて極めて勝れた正確性を違和し得るのである。In the present invention, as shown in FIGS. 1 and 2, the electrolytic etching liquid inflow pipe 6 is provided with a swinging device 7 that can move it in the left and right direction. While swinging the electrolytic etching liquid, a current is supplied from the power source 9 between the metal workpiece 1, which is an anode, and the cathode 5 through the electrolytic etching liquid, thereby forming the metal workpiece 1. Electrolytic etching can be achieved through the openings 3 of the mold pattern 2 according to the shape and size of the openings 3, and after the electrolytic etching is completed, the mold pattern is removed and the next electrolytic etching is performed. By placing the die pattern in close contact with the metal workpiece to be processed and performing electrolytic etching in the same manner, it is possible to perform electrolytic etching on a large number of metal workpieces by sequentially using only one die pattern that is electrolytically etched in the same manner. The electrolytic etching liquid is sprayed uniformly over the entire surface of the metal workpiece, making the current density uniform between the cathode and the anode. A uniform electrolytic etching is obtained, and therefore an extremely high degree of precision can be obtained.

実施例 １ １５０線／吋のテトロンスクリーン上に ＫＭＥＲ（コグツク。Example 1 on a 150 line/inch Tetron screen KMER (Kogutsuku.

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型パターンを作製した。After coating (metal etch, resist), the pattern was baked and developed to create a mold pattern.

この型パターンを陽極側に接続した７００Ｘ１０００ｒ
ｒａｎ、板厚０．３ＷｒＩｒＬのステンレス板におしつ
げて密接させ、陰電極及び４本の短ノズルを図の如く配
夕１ル、各ノズルを２０往復／分の速度で揺動させなが
ら、電極と型パターンの間に約１．２ｈ／ｃｒｔｌの圧
力で電解液（１０多ＮａＣｔ）噴射させ、３０Ａ／ｃＪ
程度の電流を１分間通電して電解食刻を行った。700X1000r with this mold pattern connected to the anode side
ran, placed in close contact with a stainless steel plate with a plate thickness of 0.3 WrIrL, and the cathode and four short nozzles were arranged as shown in the figure, with each nozzle oscillating at a speed of 20 reciprocations/min. Electrolyte solution (10% NaCt) was injected between the electrode and the mold pattern at a pressure of about 1.2 h/crtl, and 30 A/cJ
Electrolytic etching was performed by applying a current of about 100 mL for 1 minute.

食刻完了時、食刻深度は約０．１５ｍｍであり、深さの
バラツキは±１８μ程度で、同一条件で単一の長巾固定
ノズルを用いて食刻した場合の±３０μのバラツキに比
較して良好な結果が得られた。When etching is completed, the etching depth is approximately 0.15 mm, and the variation in depth is about ±18 μ, compared to the ±30 μ variation when etching is performed using a single fixed-width nozzle under the same conditions. Good results were obtained.

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、土１２μにおさまった。Example 2 When etching was carried out under the same conditions as in Example 1, but with the number of nozzles increased to 7, the dimensional variation was improved compared to Example 1 and was reduced to 12μ.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本発明による電解食刻方法の実施態様の一例を
示す一部断面を示す正面図、第２図は第１図の側面図で
ある。 １・・・・・・金属被加工材、２・・・・・・型パター
ン、３・・・・・・型パターンの開口部、４・・・・・
・支持台、５・・・・・・陰極、６・・・・・・電解食
刻液流入、７・・・・・・揺動装置、８・・・・・・カ
ム、９・・・・・・電源、１０・・・・・・電解食刻液
流入管、１１・・・・・・バルン、１２・・・・・・電
解食刻液を送る主管、１３・・・・・・電解食刻液を送
る分岐管。FIG. 1 is a partially sectional front view showing an example of an embodiment of the electrolytic etching method according to the present invention, and FIG. 2 is a side view of FIG. 1. 1...Metal workpiece material, 2...Mold pattern, 3...Opening of mold pattern, 4...
・Support stand, 5... cathode, 6... electrolytic etching liquid inflow, 7... rocking device, 8... cam, 9... ... Power source, 10... Electrolytic etching liquid inflow pipe, 11... Balloon, 12... Main pipe for sending electrolytic etching liquid, 13... A branch pipe that sends electrolytic etching solution.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 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、複数個の電
解食刻液噴流器具を前記電極板に並列に設け、該金属被
加工材を陽極とじかつ該電極板を陰極として、前記の複
数個の電解食刻液噴流器具を揺動しつつ電解食刻液を噴
流しつつ電解食刻し、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
電解食刻するべき第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
。1. Closely place a mold pattern made of an electrically insulating material that is open in the area corresponding to the area to be etched into the metal workpiece,
An electrode plate is vertically opposed to the metal workpiece, a plurality of electrolytic etching liquid jet devices are provided in parallel to the electrode plate, the metal workpiece is bound as an anode, and the electrode plate is used as a cathode. Electrolytic etching is performed while a plurality of electrolytic etching liquid jet devices are oscillated and the electrolytic etching liquid is jetted, and then the mold pattern is separated from the electrolytically etched metal workpiece, and the separated mold pattern is is electrolytically etched in the same manner as above in close proximity to the second metal workpiece to be electrolytically etched, and then - pieces of An electrolytic etching method characterized in that it is repeatedly performed using the mold pattern.