DE2446781A1

DE2446781A1 - Verfahren zur einaetzung von durchbrechungen in ein metallband, insbesondere zur anfertigung von lochmasken fuer bildroehren von farbfernsehgeraeten

Info

Publication number: DE2446781A1
Application number: DE19742446781
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Buckbee Mears Co
Current assignee: Buckbee Mears Co
Priority date: 1974-07-11
Filing date: 1974-10-01
Publication date: 1976-01-29
Also published as: FR2278150B1; CA1047377A; NL7412740A; BR7410019A; GB1468298A; IT1022731B; BE820732A; FR2278150A1; JPS5726345B2; JPS519034A

Description

Verfahren zur Einätzung von Durchbrechungen in ein Metallband, insbesondere zur Anfertigung von Lochmasken für Bildröhren von Farbfernsehgeräten

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Einätzung von Durchbrechungen in ein nacheinander mehrere Bearbeitungsstationen durchlaufendes Metallband, wobei die Stärke dieses Metallbandes die lichte Weite der einzuätzenden Durchbrechungen übersteigt. Derartige Metallbänder mit eingeätzten Durchbrechungen dienen beispielsweise zur Anfertigung von Lochmasken für Bildröhren von Farbfernsehgeräten, wobei es entscheidend darauf ankommt, daß die lichte Weite der Durchbrechungen weitgehend korrekt eingehalten wird und auch die Lage dieser Durchbrechungen auf dem Metallband genauestens fixiert bleibt.

Bekanntlich befindet sich bei Bildröhren von Farbfernsehgeräten die Lochmasken zwischen den am einen Ende der Eöhre angeordneten die Elektronenstrahlen bildenden Einrichtungen ,und dem phosphoreszierenden Leuchtschirm an der Vorderseite der Röhre. Die Elektronenstrahlen treten durch dünne Öffnungen in der Lochmaske hindurch und erzeugen beim Auftreffen auf dem Bildschirm farbige Leuchtpunkte, aus denen sich das geweilige Bild zusammensetzt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß durch die ein Loch der Lochmaske durchdringenden, den drei Grundfarben zugeordneten Elektronenstrahlen drei Leuchtpunkte auf dem Schirm, aufleuchten, die zusammen einen "Dreipunkt" bilden, von dem je ein Teil einer der drei Grundfarben zugeordnet ist. Während des Betriebes einer Bildröhre dient somit die Lochmaske als Führung für die Elektronenstrahlen. Die Erfindung ist daher geeignet zur Fertigung eines mit diesen

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Löchern versehenen Metallbandes, aus dem Lochmasken für Pernsehröhren gefertigt werden können.

Die Schwierigkeit der Herstellung dünner Löcher oder Schlitze in ein gegenüber der lichten Veite dieser Durchbrechungen verhältnismäßig dickes Material besteht darin, daß es nahezu unmöglich ist, eine Durchbrechung in ein solches Material einzuätzen, ohne daß Aufweitungen der Durchbrechungen und eine unkorrekte Lage der einzelnen Durchbrechungen in Kauf genommen x^erden. Wenn man beispielsweise die bekannten Ätztechniken verwendet, die darin bestehen, daß von beiden Seiten her an den hierfür vorgesehenen Stellen eine Einätzung in das Metallband stattfindet, so ergeben sich Durchbrechungen, deren lichte Weite viel zu groß ist bzw. beim Ätzvorgang nicht kontrolliert werden kann und auch Verschiebungen der einzuätzenden Stellen. Dies kommt daher, daß das Ätzmittel nicht nur senkrecht auf die Metalloberfläche einwirkt, sondern zwangsläufig sich auch nach der Seite ausbreitet und deshalb eine Erweiterung des Loches zwangsläufig herbeiführt. Die Schwierigkeiten wachsen noch dadurch, daß man für eine wirtschaftliche Fertigung bestrebt ist, etwa die für Lochmasken vorgesehenen bzw. notwendigen Löcher in ein fortlaufendes Band einzuätzen, das einen kontinuierlichen Fertigungsablauf erst ermöglicht.

Aus der US-Patentschrift 2 473 228 ist bereits ein Verfahren zur Einätzung einer einzigen Öffnung in ein dickes Material bekannt, das darin besteht, daß zunächst von einer Seite her eine dünne Öffnung in einer Tiefe vo 0,05 his 0,25 mm eingeätzt wird, während die entgegengesetzte Seite des Materials abgedeckt ist. Darauf hin wird eine Schutzschicht aus Asphalt oder ein anderes

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resistentes Mittel in die öffnung gefüllt, worauf dann von der entgegengesetzteren Seite her eine Einätzung erfolgt,und zwar so lange "bis die Asphalteinlage der anderen Seite durchscheint.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht das Einätzen von Durchbrechungen in ein nacheinander mehrere Bearbeitungsstationen durchlaufendes Metallband, dessen Stärke die lichte Weite der Durchbrechungen übersteigt , das aber auch dann anwendbar ist, wenn gefordert wird," daß die Durchbrechungen größer sind als die Stärke des Materials. Das Verfahren umfaßt nachfolgende Verfahrensschritte:

1. Aufbringung einer gegenüber dem Ätzmittel resistenten ersten Schicht auf einer Seite des Metällbandes unter Aussparung der für die einzuätzenden Durchbrechungen vorgesehenen Stellen in einem der Mindestweite dieser Durchbrechungen entsprechenden Ausmaß.

2. Aufbringung einer gegenüber dem Ätzmittel ebenfalls resistenten zweiten Schicht auf der anderen Seite des Metallbandes unter Aussparung der für die einzuätzenden Durchbrechungen vorgesehenen Stellen in einem die Mindestweite dieser Durchbrechungen übersteigenden Ausmaß.

3. Einätzen von Vertiefungen in das Metallband im Bereich der in der ersten und zweiten resistenten Schicht vorhandenen Aussparungen.

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4. Ausfüllen der auf der die erste Schicht tragenden Seite des Metallbandes eingeätzten Vertiefungen durch eine dritte gegenüber dem Ätzmittel ebenfalls resistente Schicht.

5. Vegätzung der zwischen den durch die dritte resistente Schicht ausgefüllten Vertiefungen und dem gegenüberliegenden* nicht ausgefüllten Vertiefungen liegenden Metallschichten von der Seite der nicht ausgefüllten Vertiefungen her.

Zvfeckmäßig beträgt dabei die Stärke der zwischen zwei einander gegenüberliegenden Vertiefungen verbleibenden Metallschicht 20 bis 40 % der Stärke des Metallbandes, während die Veite der Aussparungen in der zweiten resistenten Schicht mindestens der vierfachen Stärke des Metallbandes entspricht.

In der Zeichnung sind sowohl der schematische Aufbau der Ätzvorrichtung als auch die Ausbildung der Durchbrechungen in einem Metallband dargestellt. Es zeigen nämlich

Fig. 1 in schematischer Form die Anordnung der einzelnen Bearbeitungsstationen zur Einätzung von Löchern in ein Metallband und

Fig. 2 eiiBQstark vergrößerten Ausschnitt eines Bandes während des Ätzvorganges.

In Fig. 1 sind die einzelnen Arbeitsstationen der Ätzvorrichtung mit 11, 12, 13, 14, 15 und 16 bezeichnet. Unter der Nummer 11 ist dabei eine Ätzstation zusammen-

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gefaßt mit oberhalb des Bandes 9 angeordneten Sprühdüsen 19 und unterhalb des Bandes 9 angeordneten Sprühdüsen 20. In der Station 12 sind weitere Sprühdüsen 21 und 22 enthalten. Mit 13 ist eine Trockenstation bezeichnet, die Heizelemente 23 und 24 enthält. Die Station 14 besitzt Sprühdüsen 25 zur Herstellung eines Belages auf dem Streifen 9 und die Station 15» die wiederum als Trocknungsstation ausgebildet ist, enthält Heizelemente 26 und 27. Schließlich befindet sich am Ende der Vorrichtung die Station 16, aus deren Sprühdüsen 28 unterhalb des Bandes 9 Ätzmittel ausgesprüht werden. Um die Umlenkrolle 30 herum und zwischen zwei Förderrollen 31 hindurch gelangt das Band auf die Vorratsrolle 32, auf der es aufgewickelt wird.

Der in Fig. 2 im Schnitt dargestellte vergrößerte Ausschnitt des Bandes 9 zeigt dieses Band mit der Stärke T. Auf der Oberseite des Bandes 9 ist eine gegenüber dem Ätzmittel resistente Schicht 42 aufgebracht, während die ebenfalls gegenüber dem Ätzmittel resistente Schicht 44 sich auf der Unterseite des Bandes 9 befindet« Oberhalb der resistenten Schicht 22 befindet sich eine Abdeckung. 43, die in der Station 14 der Fig. 1 aufgebracht wird. Die lichte Veite der in der resistenten Schicht 42 angebrachten öffnung ist mit X1 bezeichnet, während die lichte Weite der gegenüberliegenden Öffnung in der Schicht 44 mit Z2 bezeichnet ist. Zwischen den Vertiefungen , die von oben und von unten in das Metallband 9 eingeätzt werden, verbleibt eine metallische Restschicht mit der Dicke H. Der ÄtzVorgang bei der Herstellung der oberen und unteren Vertiefungen kann durch Einstellung der Zeit und der Temperatur so gesteuert werden, daß jeweils diese restliche Metallbrücke in der Dicke H nach dem Durchlaufen der Kammer

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14 übrigbleibt und der endgültige Durchbruch zwischen diesen beiden Vertiefungen erst in der Kammer 16 erfolgt.

Bei dem erfindungsgemäßen Itzvorgang wird das an seiner Ober- und Unterseite mit einem gegenüber dem Ätzmittel resistenten Überzug versehene Band 9 zunächst in die Kammer 19 eingeführt und dort von oben und unten mit dem Ätzmittel über die Düse 19 und 20 besprüht. Damit dabei die jeweils gewünschte Tiefe dieser Vertiefungen erreicht wird, ist die Sprühzeit, und die Temperatur des Ätzmittels zu kontrollieren. Nimmt man an, daß die Stärke T des Bandes 9 2,5 mm beträgt, so wird der ÄtzVorgang der Kammer 11 so gesteuert, daß nach dem Ätzen der zwischen den Durchbrechungen in der oberen und unteren Schicht ver bleibende Metallsteg H eine Stärke von etwa 0,5 mm besitzt.

Nach dem Durchlaufen der Station 11 gelangt das Band bzw. die auf diese Weise hergestellten Vertiefungen in die Spülkammer 12, wo mit Hilfe der Düsen 21 und 22 das Ätzmittel herausgewaschen wird. Anschließend erfolgt die Trocknung des Bandes in der Trockenkammer 13 mit Hilfe der Heizvorrichtungen 23 und 24.

Der nächste Verfahrensschritt vollzieht sich in der Sprühkaramer 14,inder auf die Oberseite des Bandes 9, das die Schutzschicht 42 mit den kleineren Durchbrechungen X1 aufweist, ein weiterer Schutzüberzug; der resistent gegenüber dem Ätzmittel ist, mit Hilfe der Düsen 25 aufgetragen wird. Die Trocknung dieses Schutzüberzuges auf der Oberseite erfolgt anschließend in der Trockenkammer 15 mit Hilfe der Heizelemente und 27.

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Typische Schutzüberzüge sind beispielsweise Paraffin oder polymerer Kunststoff, der gegenüber dem Ätzmittel ein resistentes Verhalten aufweist.

Nach dem Verlassen der Trockenstation 15 gelangt das Band in die Ätzkammer 16 mit den unterhalb des Bandes angeordneten Sprühdüsen 28, die das Ätzmittel senkrecht nach oben sprühen, so daß es in die Vertiefungen X2 auf der Unterseite des Bandes 9 gelangt und die noch verbleibenden Metallbrücken H wegätzt. Durch entsprechende Einstellung der Ätzzeit und der Temperatur des Ätzmittels wird sichergestellt, daß an allen Stellen der übrigbleibende Metallsteg H weggeätzt wird. Die Veite der auf diese Weise in das Metallband 9 eingeätzten durchgängigen , öffnung beträgt an ihrer engsten Stelle X1 und entspricht daher der jeweils vorgesehenen lichten Weite, die die einzelnen Durchbrechungen besitzen müssen.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auf diese Weise möglich, Durchbrechungen irgendwelcher Form, vorzugshalber runde Locher in ein Material einzuätzen, wobei die lichte Weite dieser Durchbrechungen kleiner ist als 40 % der Stärke des betreffenden Materials.

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Claims

Patentansprüche : Verfahren zur Einätzung von Durchbrechungen in ein nacheinander mehrere Bearbeitungsstationen durchlaufendes Metallband, dessen Stärke die lichte Veite der Durchbrechungen übersteigt, insbesondere zur Anfertigung von Lochmasken für Bildröhren von Farbfernsehgeräten, gekennzeichnet, durch folgende Verfahrensschritte:

1. Aufbringung einer gegenüber dem Ätzmittel resistenten ersten Schicht (42) auf einer Seite des Metallbandes (9) unter Aussparung der für die einzuätzenden Durchbrechungen vorgesehenen Stellen in einem der Mindestweite (X1) dieser Durchbrechungen entsprechenden Ausmaß.

2. Aufbringung einer gegenüber dem Ätzmittel ebenfalls resistenten zweiten Schicht (44) auf der anderen Seite des Metallbandes (9) unter Aussparung der für die einzuätzenden Durchbrechungen vorgesehenen Stellen in einem die Mindestweite (X1) dieser Durchbrechungen übersteigenden Ausmaß (X2).

4. Ausfüllen der auf der die erste Schicht tragenden Seite des Metallbandes eingeätzten Vertiefungen durch eine dritte gegenüber dem Ätzmittel resistente Schicht (43).

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5- ^egätzung der zwischen den durch die dritte resistente Schicht ausgefüllten Vertiefungen und den gegenüberliegenden, nicht ausgefüllten Vertiefungen liegenden Metallschichten von der Seite der nicht ausgefüllten Vertiefungen her.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke der zwischen zwei einander gegenüberliegenden Vertiefungen verbleibenden Metallschicht 20 bis 40 % der Stärke des Metallbandes beträgt .

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Veite der Aussparungen (X2) in

,der zweiten resistenten Schicht (44) mindestens der vierfachen Stärke (T) des Metallbandes (9) entspricht.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite der Durchbrechungen im Metallband (9) etwa 20 % der Stärke (T) des Metallbandes (9) beträgt.

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