DD158152A5

DD158152A5 - METHOD AND APPARATUS FOR TORCHING METALLIC DISKS

Info

Publication number: DD158152A5
Application number: DD22981381A
Authority: DD
Inventors: Hiroshi Tanaka
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co
Priority date: 1981-05-07
Filing date: 1981-05-07
Publication date: 1982-12-29

Abstract

Das Verfahren und die Vorrichtung zum Aetzen einer Metallfolie sind insbesondere fuer die Herstellung von Lochmasken fuer Farbbildroehren gedacht. Die Erfindung hat das Ziel, ein massgerechtes Einaetzen von Oeffnungen in Metallfolie mit geringstem Bearbeitungs-, Material- sowie Energieaufwand zu ermoeglichen. Ihre Aufgabe besteht in der Entwicklung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, mittels welchen kontinuierlich Oeffnungen hoher Praezision in einer Metallfolie herstellbar sind. Erfindungsgemaess wird dies durch ein Verfahren erreicht, nach welchem zunaechst die Metallfolie auf beiden Seiten mit einer Korrosionsschutzschablone versehen wird, deren Oeffnungen auf der Oberseite etwas kleiner sind als auf der Unterseite, sodann die Oberseite dieser Folie zum Entfernen der Oxidschicht und Freilegen der blanken Metalloberflaeche leicht und die Unterseite durch Aufspruehen einer Aetzloesung auf eine vorbestimmte Tiefe geaetzt wird, dem sich ein Simultanaufspruehen einer Aetzloesung auf beiden Metallfolienseiten zur Bildung von Oeffnungen anschliesst. Es folgt ein Simultanaufspruehen von Wasser.-Fig.6-The method and the apparatus for etching a metal foil are intended in particular for the production of shadow masks for color picture tubes. The aim of the invention is to make it possible to fit apertures in metal foil with minimum processing, material and energy expenditure. Its object is the development of a method and a device by means of which openings of high precision in a metal foil can be produced continuously. According to the invention, this is achieved by a method according to which the metal foil is firstly provided on both sides with a corrosion protection template, whose openings on the upper side are slightly smaller than on the underside, then the top of this film for removing the oxide layer and exposing the bare metal surface easily and exposing the underside by spraying an etching solution to a predetermined depth followed by simultaneous injection of a power solution on both sides of the metal foil to form openings. It is followed by a simultaneous Aufspruehen of Wasser.-Fig.6-

Description

Berlin, 27« 8. 1981Berlin, July 27, 1981

. _{59 082} / ₂₅ , _{_59082/25}

C 23 F/229 813/8C 23 F / 229 813/8

Verfahren und. Vorrichtung zum Ätzen von MetallfolienMethod and. Apparatus for etching metal foils

Anwendungsgebiet der Erfindung .Field of application of the invention .

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ätzen einer Folie aus metallischem Material, insbesondere zuff·. maßlich exakten Ätzen von Löchern oder Off-ι-The present invention relates to a method of etching a foil of metallic material, in particular zuff. dimensionally accurate etching of holes or off-ι-

nungen in eine kontinuierliche Metallfolie, sowie auf eine Vorrichtung zur praktischen Durchführung dieses Verfahrens· i in a continuous metal foil, as well as an apparatus for carrying out this method · i

Dieses Verfahren und die Vorrichtung sind für die Herstellung von Lochmasken für Farbbildröhren, im besonderen für Farbbildröhren zu Überwachungs- oder Wiedergabezwecken, bei welchen eine hohe Feinbildqualität verlangt wird, gedacht. Die Loch- oder Öffnungsmaske, die an einer solchen Farbbildröhre angebracht ist, muß über winzig kleine Öffnungen oder Löcher mit einer hohen Präzision verfügen, durch die die Elektronenbündel hindurchtreten.This method and apparatus are intended for the production of shadow masks for color picture tubes, in particular for color picture tubes for monitoring or reproduction purposes, in which a high fine image quality is required. The hole or aperture mask attached to such a color picture tube must have minute apertures or holes of high precision through which the electron beams pass.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Characteristic of the known technical solutions

Es sind bereits Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Öffnungen in Metallfolien bekannt, bei denen die Folie von beiden Oberflächen aus geätzt wird·Methods and devices for producing openings in metal foils in which the film is etched from both surfaces are already known.

Die Herstellung von Öffnungen hoher Präzision mit geringer Abweichung durch Ätzen in einer außerordentlich dünnen Metallfolie ist leicht möglich, denn die Zeit für das Ätzen ist kurz· Da jedoch eine solche dünne, mit Löchern versehene Metallfolie keine ausreichende mechanische Festigkeit aufweist, wenn sie in die Form der Lochmaske gestanzt oder die umgeformte Lochmaske im Innern der Farbbildröhre angebracht wird, kann sie leicht deformiert werden. Der Einsatz dickerer Metallfolien ist deshalb vorteilhafter.The production of high-precision, low-deviation openings by etching in an extremely thin metal foil is easily possible because the time for etching is short. However, since such a thin perforated metal foil does not have sufficient mechanical strength when placed in the mold punched hole mask or the reshaped shadow mask is mounted inside the color picture tube, it can be easily deformed. The use of thicker metal foils is therefore more advantageous.

27. 8_β 1981 59 082 / 25.27. 8 _β 1981 59 082/25.

P —·P - ·

Für die Herstellung der Öffnungen in einer dicken Metallfolie wird mehr Zeit zum Ätzen benötigt, was' zu einem Überätzen und unregelmäßigen Ätzen führt. Das Überätzen ruft jedoch seitliches Ätzen und große Öffnungen hervor. Die Bildung von'Öffnungen hoher Präzision mit geringen Abweichungen ist äußerst schwierig. Die Probleme, die durch das seitliche Ätzen hervorgerufen werden, konnten nicht gelöst werden. Zum Eliminieren dieser Probleme ist ein Verfahren entwickelt worden, bei welchem zunächst eine Oberfläche der Metallfolie auf eine vorbestimmte Tiefe geätzt, gewaschen und getrocknet wird« Die geätzte Oberfläche ist sodann mit einem Lack oder Harz zu überziehen. Anschließend erfolgt ein Ätzen der anderen Folienoberfläche zur Bildung der Öffnungen* Ein weiteres Verfahren zum Eliminieren dieser Probleme ist in dem US-Patent Nr. 4 013 498 beschrieben* Gemäß diesem Patent wird eine Oberfläche der Metallfolie mit einer ätzmittelbeständigen Schablone und nachfolgend beide Oberflächen mit einem entfernbaren Schutz versehen» Die nicht mit einer Schablone versehene Oberfläche wird dann nach Entfernen der Schutzschicht geätzt. Nachfolgend schließt sich ein Ätzen beider Seiten der Folien~Oberflache zur Herstellung der Öffnungen an. Bei beiden Verfahren wird zwar das seitliche Ätzen weitestgehend ausgeschlossen, wofür aber durch das Versehen der einen Folienoberfläche mit einem Überzugsmaterial und dem Entfernen dieser Schutzschicht vor dem Ätzen zusätzliche Bearbeitungsstufen erforderlich sind. Dies hat eine Erhöhung der Herstellungskosten des zu fertigenden Erzeugnisses zur Folge,Producing the openings in a thick metal foil requires more time for etching, resulting in overetching and irregular etching. Overetching, however, causes lateral etching and large openings. The formation of high precision apertures with small deviations is extremely difficult. The problems caused by the lateral etching could not be solved. To eliminate these problems, a method has been developed in which first a surface of the metal foil is etched to a predetermined depth, washed and dried. The etched surface is then coated with a varnish or resin. Next, an etching of the other film surface to form the apertures is carried out. Another method for eliminating these problems is described in U.S. Patent No. 4,013,498 *. According to this patent, a surface of the metal foil with an etchant resistant stencil and subsequently both surfaces with a provide removable protection »The non-stenciled surface is then etched after removing the protective layer. Subsequently, an etching of both sides of the film surface follows to produce the openings. In both methods, although the lateral etching is largely excluded, but what is required by the provision of a film surface with a coating material and the removal of this protective layer before etching additional processing steps. This results in an increase in the manufacturing cost of the product to be manufactured,

Ziel der Erfindung Aim of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht .darin, das maßgerechte .Einätzen von Öffnungen in Metallfolie durch weitestgehendes Ausschließen des unkontrollierten seitlichen Ätzens, desThe object of the invention is to ensure the correct etching of openings in metal foil by largely eliminating the uncontrolled lateral etching, the

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- 3 - ' - 3 - '

Überätzens oder auch des unregelmäßigen Ätzens bei gleichzeitiger Senkung des Bearbeitungs-, Material- und Energieaufwandes kostengünstiger zu gestalten,Overetching or even the irregular etching while reducing the processing, material and energy costs more cost-effective,

Darlegung des Y/esens der ErfindungExplanation of the invention of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ätzen einer Metallfolie zu entwickeln, mittels welchen Öffnungen hoher Präzision kontinuierlich mit geringen Abweichungen im Durchmesser der Öffnungen hergestellt werden können.It is an object of the invention to develop a method and an apparatus for etching a metal foil, by means of which openings of high precision can be produced continuously with small deviations in the diameter of the openings.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein die nachfolgenden Bearbeitungsstufen umfassendes Verfahren gelöst:According to the invention, this object is achieved by a method comprising the following processing steps:

1« Bearbeitungsstufe1 «processing level

Bildung einer Korrosionsschutzschablone mit Öffnungen auf einer Oberfläche der Metallfolie und einer Korrosionsschutzschablone mit gegenüber den erstgenannten kleineren Öffnungen auf der anderen Oberfläche dieser Folie;Forming a corrosion protection template with openings on one surface of the metal foil and a corrosion protection template with respect to the former smaller openings on the other surface of this film;

2, Bearbeitungsstufe2, processing level

Leichtes Ätzen der mit der kleinere Öffnungen aufweisenden Korrosionsschutzschablone versehenen Oberfläche der Metallfolie zum Entfernen der Oxidschicht, auf deren Oberfläche und damit zum Freilegen der blanken Metalloberfläche;Lightly etching the surface of the metal foil provided with the smaller apertures corrosion protection template to remove the oxide layer, on the surface thereof and thus to expose the bare metal surface;

3· Bearbeitungsstufe3 · processing level

Aufsprühen einer Ätzlösung auf die mit größere Öffnungen aufweisenden Korrosionsschutzschablone versehene Oberfläche zum Zwecke des Ätzens dieser auf eine vorbestimmte Tiefe;Spraying an etching solution onto the larger corrosion port stencil provided surface for the purpose of etching it to a predetermined depth;

4· Bearbeitungsstufe4 · processing level

Simultanaufsprühen einer Ätzlösung auf beide Oberflächen der Metallfolie zum Zwecke der Bildung der Öffnungen inSimultaneously spray an etching solution on both surfaces of the metal foil for the purpose of forming the openings in

dieser; . ' ·this; , '·

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5. Bearbeitungsstufe5th processing level

Simultanaufsprühen von Wasser auf beide Oberflächen der Metallfolie.Simultaneously spray water on both surfaces of the metal foil.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist -es auch möglich, die zweite und dritte Bearbeitungsstufe gleichzeitig durchzuführen. Das Aufsprühen der Ätzlösung auf die mit der größere Öffnungen aufweisenden Korrosionsschutzschablone versehene Oberfläche der Metallfolie in der dritten Bearbeitungsstufe erfolgt vorteilhafterweise von unten. Die nach diesem Verfahren hergestellte Metallfolie Wird erfindungsgemäß, als Material für eine Lochmaske einer Farbbildröhre verwendet.According to a further feature of the invention it is also possible to carry out the second and third processing steps simultaneously. The spraying of the etching solution onto the surface of the metal foil in the third processing stage provided with the corrosion protection template having the larger openings is advantageously carried out from below. The metal foil produced by this method is used according to the invention as a material for a shadow mask of a color picture tube.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Metallfolienätzverfahrens ist gekennzeichnet durch eine erste Kammer mit einer Vielzahl von Überzugs- und Saugwalzen zum abwechselnden Aufbringen und Absaugen einer Ätzlösung auf die obere Oberfläche sov/ie einer Vielzahl von Düsen zum Aufsprühen einer Ätzlösung auf die untere Oberfläche der Metallfolie; durch eine zweite Kammer mit Einrichtungen, beispielsweise Düsen, zum gleichzeitigen Aufsprühen einer weiteren Ätzlösung auf die obere und untere Oberfläche der Metallfolie und eine dritte Kammer mit Düsen zum Besprühen der oberen und unteren Metallfolienoberfläche mit Wasser sowie durch eine Einrichtung zum kontinuierlichen Transport dieser Metallfolie durch die einzelnen Kammern,The apparatus for carrying out the metal foil etching process is characterized by a first chamber having a plurality of coating and suction rolls for alternately applying and sucking an etching solution onto the upper surface of a plurality of nozzles for spraying an etching solution onto the lower surface of the metal foil; by a second chamber having means, for example nozzles, for simultaneously spraying a further etching solution on the upper and lower surfaces of the metal foil and a third chamber with nozzles for spraying the upper and lower metal foil surfaces with water and means for continuously transporting this metal foil through the individual chambers,

Die Vorrichtung ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß die Überzugswalzen für das Aufbringen der Ätzlösung auf die obere Oberfläche der Metallfolie eine Zuleitung für die Ätzlösung mit einer Reihe von Löchern und eine die Zuleitung umgebende Schwammwalze aufweisen. Die Saugwalzen zum Absaugen der Überzugsätzlösung sind mit einem Saugrohr für die Ätzlösung versehen, welches eine Reihe von LöchernThe apparatus is further characterized in that the coating rollers for applying the etching solution to the upper surface of the metal foil have a lead for the etching solution with a series of holes and a sponge roller surrounding the lead. The suction rolls for sucking off the coating solution are provided with a suction tube for the etching solution, which is a series of holes

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und eine das Saugrohr umgebende Schwammwalze besitzt.and a suction tube surrounding the sponge roller has.

Nach einem letzten Merkmal der Erfindung schließlich gleitet die Metallfolie zum kontinuierlichen Transport innerhalb der ersten Kammer in Führungsnuten, deren untere Teile zum dichten Abschluß der aus den Düsen auf die untere Oberfläche der Metallfolie aufgesprühten Ätzlösung gegen die obere Oberfläche der Metallfolie mit elastischem, magnetische Eigenschaften auf v/eisendem Material versehen sind·Finally, according to a last feature of the invention, the metal foil slides into the guide grooves for continuous transport within the first chamber, the lower parts thereof for sealing the etching solution sprayed from the nozzles onto the lower surface of the metal foil against the upper surface of the metal foil having elastic magnetic properties are provided with / ironing material

Ausführungsbeispiel Execute ungsbe ispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show:

Pig. 1: den Grundriß rechteckiger Öffnungen in einer Metallfolie ;Pig. Figure 1 is a plan view of rectangular openings in a metal foil;

Fig. 2: den Schnitt II - II nach Fig. 1;Fig. 2: the section II - II of Fig. 1;

Fig. 3: den Grundriß runder Öffnungen in einer Metallfolie; Fig. 4: den Schnitt IV- IY nach Fig. 3; Fig. 3 is a plan view of round openings in a metal foil; Fig. 4: the section IV- IY of Fig. 3;

Fig. 5: den Grundriß der Vorrichtung zum kontinuierlichen Ätzen von Metallfolie;Fig. 5 is a plan view of the apparatus for continuously etching metal foil;

Fig. 6: eine modellmäßige Innenansicht der Atzvorrichtung gemäß Fig. 5;FIG. 6 shows an exemplary interior view of the etching device according to FIG. 5; FIG.

. Fig. 7: die perspektivische Ansicht einer Überzugswalze zum Auftragen der Ätzlösung;, FIG. 7 is a perspective view of a coating roller for applying the etching solution; FIG.

FIg. 8: die perspektivische Ansicht einer Saugwalze zum Absaugen der Ätzlösung undFIG. FIG. 8 is a perspective view of a suction roll for drawing off the etching solution and FIG

.Fig. Sx eine perspektivische Darstellung des Aufsprühens der Ätzlösung von unten her auf die untere Oberfläche der Metallfolie in der ersten Kammer..Fig. FIG. 5 is a perspective view of spraying the etching solution from below onto the lower surface of the metal foil in the first chamber. FIG .

L L 3 Ö I O 53 O₈₂ / 25 LL 3Ö IO 53 O₈₂ / 25

Der in Pig. 1 gezeigte Grundriß einer rechteckigen Öffnung in einer Metallfolie entspricht einem vergrößerten Ausschnitt einer Lochmaske, Hier sind rechteckige Öffnungen in der Metallfolie 1 vorhanden, durch welche Elektronenbündel 3 (Fig« 2) auf die Leuchtschicht des Schirmtragers einer Farbbildröhre (nicht wiedergegeben) treten. Um zu verhindern, daß die Elektronenstrahlen im Innern der Öffnungen 2 reflektiert werden, besteht jede Öffnung 2 aus zv/ei Teilen, und zwar aus einer Öffnung 2A mit kleinem Durchmesser auf der den Elektronenstrahlerzeugern gegenüberliegenden Seite und aus einer Öffnung 2 B mit großem Durchmesse» auf der dem Leuchtschirm gegenüberliegenden Seite* Die Tiefe t der Öffnung 2A mit dem kleinen Durchmesser ist dabei geringer als die Tiefe T der Öffnung 2B mit dem großen Durchmesser, In Pig, 3 sind anstelle der rechteckigen Öffnungen 2 runde Öffnungen 12 in einer Metallfolie 11 vorhanden. Wie aus Pig, 4 ersichtlich ist, setzt sich auch hier aus dem gleichen Grund jede Öffnung .aus einer Öffnung 12A mit kleinem Durchmesser auf der den Elektronenstrahlerzeugern gegenüberliegenden Seite und aus einer Öffnung 12B mit großem Durchmesser auf der dem Leuchtschirm gegenüberliegenden Seite zusammen. Die Tiefe t' der Öffnung 12A mit dem kleinen Durchmesser ist geringer als die Tiefe T^f.der Öffnung 12B mit dem großen Durchmesser, Auf die runden Öffnungen 12 treffen Elektronenbündel 13 auf.The one in Pig. FIG. 1 shows a plan view of a rectangular opening in a metal foil corresponding to an enlarged section of a shadow mask. Here are rectangular openings in the metal foil 1, through which electron beams 3 (FIG. 2) pass on the luminescent layer of the screen carrier of a color picture tube (not shown). In order to prevent the electron beams from being reflected inside the openings 2, each opening 2 consists of zv / ei parts, namely a small diameter opening 2A on the side opposite the electron guns and an opening 2 B with a large diameter » on the opposite side of the screen * The depth t of the opening 2A with the small diameter is less than the depth T of the opening 2B with the large diameter, In Pig, 3 instead of the rectangular openings 2 round openings 12 in a metal foil 11 are present , As can be seen from Pig, Fig. 4, again, for the same reason, each aperture is made up of a small diameter aperture 12A on the side opposite the electron guns and from a large diameter aperture 12B on the opposite side of the screen. The depth t 'of the small-diameter opening 12A is smaller than the depth T ^{f of} the large-diameter opening 12B. Electron beams 13 impinge on the round openings 12.

In der Ätzvorrichtung gemäß den Pig, 5 und 6 wird eine Metallfolie 20 horizontal in Pfeilrichtung transportiert. Eine Fotolackschablone (nicht wiedergegeben) mit Öffnungen kleinen Durchmessers befindet sich auf der oberen Oberfläche dieser Metallfolie 20 und eine weitere Fotolackschablone (nicht wiedergegeben) mit Öffnungen etwas größeren Durchmessers auf deren unteren Oberfläche, Bei Einsatz dieser Metallfolie '20 als Lochmaske für eine Farbbildröhre v/erden die Öffnungen mit dem kleinen Durchmesser In the etching apparatus shown in Figs. 5 and 6, a metal foil 20 is horizontally transported in the arrow direction. A photoresist template (not shown) with small diameter openings is located on the upper surface of this metal foil 20 and another photoresist template (not shown) with slightly larger diameter openings on its lower surface. When using this metal foil '20 as a shadow mask for a color picture tube. ground the openings with the small diameter

ί/SÖ I i Ö - 27. .8. 1981ί / SÖ I i Ö - 27. .8. 1981

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auf der Seite gebildet, die den Elektronenstrahlerzeuger^ gegenüberliegt, und die Öffnungen mit dem großen Durchmesser auf der dem Leuchtschirm gegenüberliegenden Seite.formed on the side opposite to the electron gun, and the large-diameter openings on the side opposite to the phosphor screen.

Zunächst tritt die Metallfolie 20 in eine erste Kammer 21 ein. Hier wird deren obere Oberfläche leicht bis zu einem solchen Grade geätzt, daß die Meta11oxidschicht entfernt und die blanke Metalloberfläche freigelegt ist. Gleichzeitig erfolgt eine Ätzung der unteren Oberfläche dieser Metallfolie 20 auf eine vorbestimmte Tiefe, indem eine Ätzlösung:aus unterhalb dieser befindlichen Düsen 22 aufgesprüht wird. Ein·Vorzugsverfahren für die "Durchführung des leichten Ätzens der oberen Oberfläche der Metallfolie 20 besteht darin, diese abwechselnd mit Überzugswalzen 23 für das Aufbringen der Ätzlösung und Saugwalzen 24 für das Absaugen der Ätzlösung in Berührung zu bringen, wobei der Abstand zwischen den V/alzen konstant ist. Jede der Überzugswalzen 23 für das Aufbringen der Ätzlösung auf die obere Oberfläche der Metallfolie 20 weist eine Zuleitung 26 für die Ätzlösung mit einer Reihe von Löchern 25 im Bereich einer diese umgebenden Schwammwalze 27 auf (Fig. 7)« Die Ätzlösung wird über die Löcher 25 und die Schwammwalze 27 auf die obere Oberfläche der Metallfolie 20 aufgebracht. Jede der Saugwalzen 24 für das Absaugen der Ätzlösung besteht aus einem Saugrohr 29 für die Ätzlösung, welches mit einer Schwammwalze 30 umgeben, in diesem Bereich eine Reihe von Löchern 28 aufweist (Pig. 8) Die Ätzlösung, die durch die Schwammwalze 30 abgesaugt wird, gelangt über die Löcher 28 in das Innere des Saugrohres 29# Die Schwammwalzen 27; 30 bestehen aus Schwamm, damit der Fotolack nicht beschädigt-wird.First, the metal foil 20 enters a first chamber 21. Here, its top surface is lightly etched to such a degree that the meta-oxide layer is removed and the bare metal surface is exposed. At the same time, the lower surface of this metal foil 20 is etched to a predetermined depth by spraying an etching solution: from nozzles 22 located below it. A preferable method for carrying out the easy etching of the upper surface of the metal foil 20 is to alternately contact them with coating rollers 23 for the application of the etching solution and suction rollers 24 for the suction of the etching solution, the distance between the stains Each of the coating rollers 23 for applying the etching solution to the upper surface of the metal foil 20 has an etching solution supply line 26 with a series of holes 25 in the area of a surrounding sponge roller 27 (FIG The holes 25 and the sponge roller 27 are applied to the upper surface of the metal foil 20. Each of the suction rollers 24 for etching the etching solution consists of an etching solution suction tube 29 surrounded by a sponge roller 30 having a series of holes 28 in this area (Pig. 8) The etching solution, which is sucked by the sponge roller 30, passes over d he holes 28 in the interior of the suction tube 29 # The sponge rollers 27; 30 are made of sponge so that the photoresist is not damaged.

Um zu verhindern, daß die aus den Düsen 22 auf die untere Oberfläche der Metallfolie 20 aufgesprühte Ätzlösung beimIn order to prevent the sprayed from the nozzles 22 on the lower surface of the metal foil 20 etching solution during

» w Ö I j Ö 59 ·₀₈₂ / 25»W Ö I j Ö 59 · _082/25

Transportieren der Metallfolie 20. in Pfeilrichtung auf die obere Oberfläche der Metallfolie 20 gelangt, sind gemäß der Darstellung in Pig, 9 Führungselemente 31 vorgesehen. Beide Seiten der Metallfolie 20 gleiten in Führungsnuten 32 der Führungselemente 31« Die unteren Teile 33 der Führungsnuten 32 bestehen aus einem elastischen Material mit magnetischen Eigenschaften, beispielsweise einem magnetischen Harz, Die unteren Oberflächenteile am Rand der Metallfolie 20 werden so von den unteren Teilen 33 der Führungsnuten 32 magnetisch angezogen. Ein Pendeln der transportierten Metallfolie 20 und damit ein Anhaften der auf die untere Oberfläche der Metallfolie 20 aus den Düsen 22 aufgesprühten Ätzlösung an der oberen Oberfläche der Metallfolie 20 sind ausgeschlossen. Als Ätzlösung, die auf die untere Oberfläche der Metallfolie 20 aus den Düsen 22 im Innern der ersten Kammer 21 aufgesprüht wird, ist beispielsweise eine Lösung aus Ei sen( III) «-Chlorid (FeClO verwendbar. Die Temperatur dieser Lösung beträgt vorteilhäfterweise 68 ⁰C, das spezifische Gewicht 1,047 und der Sprühdruck 2,0 kp/crn , Sie wird in einem unterhalb der ersten Kammer 21 befindlichen Vorratsbehälter 34 aufbewahrt. Die auf -die obere Oberfläche der Metallfolie 20 durch die Überzugswalzen 23 aufgebrachte Ätzlösung setzt sich aus 50 cm konzentrierter Schwefelsäure, 1,25 kp Oxalsäure fest, 750 cur 50 %iger Wasserstoffperoxidlösung und 50 1 Wasser zusammen«,Transporting the metal foil 20 reaches the upper surface of the metal foil 20 in the direction of the arrow, 9 guide elements 31 are provided, as shown in Pig. Both sides of the metal foil 20 slide in guide grooves 32 of the guide members 31. The lower parts 33 of the guide grooves 32 are made of an elastic material having magnetic properties such as a magnetic resin. The lower surface portions on the edge of the metal foil 20 are thus separated from the lower portions 33 of FIG Guide grooves 32 magnetically attracted. Oscillation of the transported metal foil 20 and thus adhesion of the etching solution sprayed onto the lower surface of the metal foil 20 from the nozzles 22 on the upper surface of the metal foil 20 are excluded. As etching solution is sprayed onto the lower surface of the metal foil 20 from the nozzles 22 in the interior of the first chamber 21, for example a solution sen from egg (III) "chloride (FeClO used. The temperature of this solution is vorteilhäfterweise 68 ⁰ C It is stored in a reservoir 34 located below the first chamber 21. The etching solution applied to the upper surface of the metal foil 20 by the coating rollers 23 is 50 cm more concentrated Sulfuric acid, 1.25 kp oxalic acid solid, 750 cc 50% hydrogen peroxide solution and 50 l water together,

nachdem die Metallfolie 20 die erste Kammer 21 durchlaufen hat, gelangt sie in die zweite Kammer 35· In,der zweiten Kammer 35 werden die obere und die untere Oberfläche der Metallfolie 20 simultan mit Ätzlösung aus Düsen 36; besprüht. Es kommt zur Bildung von Öffnungen 'bzw. Löchern in der Metallfolie 20. . .After the metal foil 20 has passed through the first chamber 21, it passes into the second chamber 35 · In, the second chamber 35, the upper and the lower surface of the metal foil 20 simultaneously with etching solution of nozzles 36; sprayed. It comes to the formation of openings' or Holes in the metal foil 20.. ,

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Als Ätzlösung dient eine Lösung von Eisen(III)-chlorid, die aus dem Vorratsbehälter 38 zugeführt wird. Das spezifische Gewicht dieser Lösung liegt bei 1,046, ihre Temperatur beträgt 50 ⁰C Die Lösung wird mit einem Druck von 1,5 kp/cm auf die obere Oberfläche der Metallfolie 20 aufgesprüht. Der Druck für das Aufsprühen der Lösung auf die untere Oberfläche der Metallfolie 20 beträgt 2,0 kp/cm². Nach Durchlauf der zweiten Kammer 35 gelangt die Metallfolie 20 in eine dritte Kammer 39» in der ihre oberen und unteren Oberflächen mit Wasser aus Düsen 40 besprüht werden. Die Metallfolie 20 wird anschließend dem nächsten Bearbeitungsvorgang zugeleitet. ·The etching solution used is a solution of iron (III) chloride, which is supplied from the reservoir 38. The specific gravity of this solution is 1.046, its temperature is 50 ^° C. The solution is sprayed onto the upper surface of the metal foil 20 at a pressure of 1.5 kp / cm. The pressure for spraying the solution on the lower surface of the metal foil 20 is 2.0 kp / cm ² . After passing through the second chamber 35, the metal foil 20 enters a third chamber 39 in which its upper and lower surfaces are sprayed with water from nozzles 40. The metal foil 20 is then forwarded to the next processing operation. ·

Der wichtigste Bearbeitungsschritt dieser Lochmaskenherstellung ist das leichte Ätzen der oberen Oberfläche der Metallfolie 20, ist das Entfernen der Metalloxidschicht, bevor das Metall mit der Ätzlösung besprüht wird. Dadurch kann die Ätzlösung, die auf die obere Oberfläche der Metallfolie 20 während des nächsten Bearbeitungsvorganges aufgesprüht wird, rasch und gleichmäßig an der freigelegten Oberfläche des Metalles anhaften und die seitliche Ätzung, die während der Herausbildung der Öffnungen mit den kleinen Durchmessern auf der Seite vorkommt, wo die Elektronenbündel auftreffen, auf ein Minimum herabgesetzt werden. Somit wird es möglich, kontinuierlich Öffnungen bzw. Löcher hoher Präzision und geringer Abweichung in der Metallfolie herzustellen. Darüber hinaus kann, da eine Oberfläche der Metallfolie zeitv/eilig nicht überzogen zu werden braucht, das Herstellungsverfahren in vorteilhafter Weise einfacher gestaltet werden.The most important processing step of this shadow mask fabrication is the light etching of the top surface of the metal foil 20, is the removal of the metal oxide layer before the metal is sprayed with the etching solution. Thereby, the etching solution sprayed on the upper surface of the metal foil 20 during the next processing can adhere rapidly and uniformly to the exposed surface of the metal and the lateral etching occurring during the formation of the small-diameter openings on the side, where the electron beams impinge are minimized. Thus, it becomes possible to continuously produce holes or holes of high precision and small deviation in the metal foil. Moreover, since a surface of the metal foil need not be coated in a timely manner, the manufacturing process can be advantageously made simpler.

Im Rahmen dieser Erfindung ist es natürlich auch denkbar, die Bearbeitungsschritte des leichten Ätzens der oberen Oberfläche der Metallfolie 20 und des starken Ätzens deren unterer Oberfläche in der ersten Kammer 21 anstatt gleich-In the context of this invention, it is of course also conceivable that the processing steps of lightly etching the upper surface of the metal foil 20 and the strong etching of the lower surface in the first chamber 21 instead of the same

!/Sol 3 Ö . 27.8.1981! / Sol 3 Ö. 08/27/1981

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zeitig auch getrennt für sich vorzunehmen, bevor das Ätzen in der zweiten Kammer 35 erfolgt»also be done separately in time before the etching takes place in the second chamber 35 »

Die Vorteile dieses erfindungsgemäßen Verfahrens und der Vorrichtung fanden in durchgeführten Experimenten ihre Bestätigung. So vmrde z» B* eine Metallfolie mit einer Dicke' von 0,15 mm, die eine Fotolackschablone einer Gesamtabmessung von 0,100 mm für die Bildung der Öffnungen mit einem großen Durchmesser auf der unteren Oberfläche der Metallfolie und eine Fotolackschablone einer Gesamtabmessung von 0,02 mm für die Bildung der Öffnungen mit einem kleinen Durchmesser auf der oberen Oberfläche der Metallfolie aufwies, nach dem im Ausführungsbeispiel erläuterten Verfahren geätzt. Als Folge dieser Bearbeitung entstanden Öffnungen mit einem großen Durchmesser von 0,180 mm auf der unteren Oberfläche der Metallfolie. Die Differenz 0,180 mm « 0,100 mm = 0,080 mm wurde durch das seitliche Ätzen während der Herausbildung der Öffnungen mit dem großen Durchmesser verursacht. Auf der oberen Oberfläche der Metallfolie bildeten sich Öffnungen mit dem kleinen Durchmesser von 0,07 mm. Die Differenz 0,07 mm - 0,02 mm = 0,05 mm ergab sich auch hier durch seitliches Ätzen während der Herausbildung der Öffnungen.The advantages of this method and apparatus according to the invention have been confirmed in experiments carried out. Thus, for example, "B * is a metal foil having a thickness of 0.15 mm, which is a photoresist template of 0.100 mm overall dimension for forming the large diameter openings on the bottom surface of the metal foil and a photoresist template having a total dimension of 0.02 mm for the formation of the small-diameter openings on the upper surface of the metal foil was etched by the method explained in the embodiment. As a result of this machining, openings of a large diameter of 0.180 mm were formed on the lower surface of the metal foil. The difference 0.180 mm "0.100 mm = 0.080 mm was caused by the lateral etching during the formation of the large-diameter openings. On the upper surface of the metal foil, openings of small diameter of 0.07 mm were formed. The difference 0.07 mm - 0.02 mm = 0.05 mm also resulted here by lateral etching during the formation of the openings.

Die Tiefe der Öffnungen mit dem kleinen Durchmesser lag bei etwa 0,03 nm_e' Es wurde eine sehr geringe Reflexion der Elektronenbündel im Innern der Öffnungen mit dem kleinen Durchmesser beobachtet.The depth of the openings having the small diameter was about 0.03 nm _e 'It has a very low reflection of the electron beams inside the openings observed by the small diameter.

Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beschränkt sich nicht nur auf die Herstellung von Lochmasken, sondern kann auch für andere' Fälle, bei denen feinere Öffnungen, kleiner als die Dicke der Metallfolie, in dieser hergestellt werden müssen, angewendet werden.The method according to the present invention is not limited to the production of shadow masks but can also be applied to other cases where finer openings smaller than the thickness of the metal foil have to be made therein.

Claims

27β 8 "1981. 59 082 / ^ 25 - 11 -. C 23 17229 813/8 invention San s ρ ruc h

1, method for etching a metal foil, characterized by the processing stages'.

-t forming a corrosion protection template with openings on one surface of the metal foil (20) and a corrosion protection stencil with respect to the former smaller openings on the other surface of this film;

- Lightly etching the provided with the smaller openings anti-corrosion stencil surface of the metal foil (20) for removing the oxide layer and exposing the bare metal surface;

- Spraying an etching solution on the corrosion-resistant stencil having larger openings provided surface for the purpose of etching these to a predetermined depth;

- Simultaneously spraying, an etching solution on both surfaces of the metal foil (20) for the purpose of forming openings in this;

- Simultaneous spraying of water on both surfaces of the metal foil (20).

2. The method according to item 1, characterized in that the processing stages of the light etching of the provided with the smaller openings corrosion protection stencil surface and the spraying of an etching solution provided on the larger openings having corrosion protection template. Surface.of the metal foil (20) at the same time «

3 »method according to item 1, characterized in that the etching solution to those having the larger openings

9 QQ 1 ^ 'ft' ² ^ ' ⁸ *

LLJO I * J ö '59 082/25

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Corrosion protection template provided. Surface of the metal foil (20) is sprayed from below during the third processing stage,

The method according to item 1, characterized in that the metal foil (20) is used as material for a shadow mask of a color picture tube.

A metal foil etching apparatus characterized by a first chamber (21) having a plurality of coating and suction rolls (23; 24) for alternately applying and sucking an itzlösung to the upper surface and a plurality of nozzles (22) for Spraying an etching solution on the lower surface of the metal foil (20), a second chamber (35) having means, for example nozzles (36; 37), for simultaneously spraying another etching solution on the upper and lower surfaces of the metal foil (20) and a third one A chamber (39) having nozzles (40) for spraying the upper and lower surfaces of the metal foil (20) with water and means for continuously transporting said metal foil (20) through the individual chambers (21; 35; 39).

6. Device according to point 5> characterized in that the coating rollers (23) for the application of the etching solution on the upper surface of the metal foil (20) a supply line (26) for the etching solution with a series of holes (25) and one the supply line (26) have surrounding sponge roller (27),

7 * Device according to point 5 ,. characterized in that the suction rolls (24) for sucking off the coating solution a suction tube (29) for the etching solution with a series of

L · Z <j Ö I "3 o. _{_59082/25}

Holes (28) and a suction tube (29) surrounding Schwammv / alze (30),. '

8, device according to point 5 "to 7", characterized in that the metal foil · (20) for continuous transport inside the first chamber (21) slides in guide grooves (32), the lower parts (33) of which seal off the nozzles (22) etching solution sprayed on the lower surface of the metal foil (20) against the

upper surface of the metal foil (20) are provided with elastic material having magnetic properties

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