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Verfahren zur photomechanischen Herstellung von Siebfolien großer
Rasterfeinheit Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur photomechanischen Herstellung
von Siebfolien großer Rasterfeinheit, bei dem eine mit einer lichtempfindlichen
Schicht versehene Metallfolie durch ein dem Lochraster entsprechendes Negativ hindurch
belichtet, die vom Licht nicht getroffene Schicht entfernt und schließlich die darunterliegenden,
unbedeckten Stellen der Folie durchgeätzt oder galvanisch abgetragen werden. Derartige
Siebfolien finden Verwendung als Netzelektroden in Bildröhren, z. B. in Bildwandlern
oder in mit Bildwandlern arbeitenden Bildspeicherröhren. Sie können aber auch als
Prallnetze in Sekundäremissionsverstärkern angeordnet werden. Bildverstärkernetze
müssen zur Erzeugung scharfer Bilder eine außerordentlich große Rasterfeinheit aufweisen,
d. h. also, es wird von ihnen eine möglichst große Anzahl von Öffnungen je Flächeneinheit
verlangt. Das gleiche gilt bei Verwendung solcher Siebfolien als Grundlage für die
Herstellung doppelseitiger Mosaikelektroden. Die Siebfolien werden in diesem Fall
mit einem isolierenden überzug versehen. In die Öffnungen werden metallische Elemente
eingebracht.
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Zur Herstellung von Netzelektroden sind verschiedene Verfahren bekannt.
Bei nicht zu großen Maschenzahlen werden, die Netze gewebt. Mit dieser Methode kann
man bis auf ungefähr 6o ooo Öffnungen je Quadratzentimeter kommen. Dieses Verfahren
ist aber teuer und weist den Nachteil auf,
daß die so hergestellten
Netze bezüglich der Verteilung und der Größe der Öffnungen verhältnismäßig unregelmäßig
sind, da sich die äußerst dünnen Gewebefäden leicht gegeneinander verschieben. Hinzu
kommt, daß die Dicke der Elektroden ungleichmäßig ist, denn an den Überkreuzungsstellen
der Drähte ist doppelt soviel Material enthalten als an den übrigen Stellen. Die
Metallteile liegen ferner nicht alle in einer Ebene, so daß sich hieraus Schwierigkeiten
in optischer und elektronenoptischer Hinsicht ergeben können. Man hat versucht,
die Schwierigkeiten dadurch zu beheben, daß man die Netze nach dem Weben flach walzt,
eine solche Maßnahme bewirkt jedoch starke Deformationen der Netzöffnungen.
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Ein anderes Verfahren besteht darin, die Gitteröffnungen durch Ausstanzen
zu erzeugen. Bei dünnen Blechen jedoch und wenn die Öffnungen sehr dicht nebeneinander
unter Befassung nur schmaler Stege angeordnet werden, ergeben sich kaum überwindliche
Schwierigkeiten. Ferner geben die an den Lochrändern sich bildenden Schnittgrate
zu Feldverzerrungen und zu Spitzenentladungen Anlaß.
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Billiger und bequemer ist die Herstellung gelochter Folien auf photomechanischem
Wege. Hierbei wird eine Blechfolie durch Ätzen bzw. Abtragen auf galvanischem Wege
mit Durchbrechungen versehen. Es ist bekannt, auf ein dünnes Blech die später zwischen
den Durchbrechungen übrigbleibenden Stege mit einer von dem Ätzmittel nicht angreifbaren
bzw. die galvanische Abtragung verhindernden Substanz aufzuzeichnen und das Blech
sodann der Einwirkung des Ätzmittels auszusetzen bzw. in eine Galvanisiereinrichtung
so lange einzutauchen, bis die zwischen den Stegen befindlichen Metallteile völlig
zersetzt sind. Bekanntlich geht man hierbei im allgemeinen so vor, däß man zur Erzeugung
der rasterförmigen Abdeckung das aus der Drucktechnik bekannte photographische Verfahren
anwendet. Die Blechfolie wird hierzu mit einer lichtempfindlichen Schicht überzogen
und die Form der Stege aufkopiert. Das Ätzen zur Herstellung der Öffnungen wird
nach Entfernen der lichtempfindlichen Schicht an den unbelichteten Stellen vorgenommen.
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Folien, die eine große Anzahl Löcher je Flächeneinheit aufweisen sollen,
müssen sehr dünn sein. Die Ursache hierfür liegt darin, daß die durchgeätzten Löcher
konisch sind, d. h. der Durchmesser ist auf der von der Säure angegriffenen Seite
größer. Würde man dicke Folien verwenden, so würden beim Durchätzen sehr eng nebeneinanderliegender
Löcher die Stege auf der Oberseite äußerst schmal oder sogar ganz weggeätzt werden.
Im allgemeinen kann man annehmen, daß die Dicke der Folie ungefähr gleich dem Lochdurchmesser
sein darf. Man kommt daher auf eine Stärke von wenigen tausendstel -Millimetern.
Bei so dünnen Folien versagt das oben angegebene Verfahren, da die Bleche keine
genügende Festigkeit mehr aufweisen, um sie unmittelbar mit einer lichtempfindlichen
Schicht zu überziehen. Andererseits ist es aber auch unmöglich, fertige Folien von
einer so geringen Stärke auf irgendeine Unterlage vollständig plan- und faltenfrei
aufzuziehen. Diese Eigenschaften aber sind unbedingte Voraussetzungen für das Erzeugen
eines unverzerrten Bildes.
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Gemäß der Erfindung besteht das Verfahren zur photomechanischen Herstellung
von Siebfolien großer Rasterfeinheit darin, daß dünne Metallfolien auf einer Unterlage
erzeugt und ohne abgelöst zu werden, auf dieser Unterlage mit den Öffnungen versehen
werden. Die Ausgangsfolie wird also zum Erzeugen jeder Siebfolie neu auf einer Unterlage
erzeugt, auf :dieser Unterlage mit der lichtempfindlichen Schicht versehen, belichtet,
entwickelt, und es werden dann, während die Folie auf der Unterlage verbleibt, die
Öffnungen in bekannter Weise durch Ätzen oder galvanisches Abtragen hergestellt.
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Es ist bekannt, zur Herstellung von Metallpapier auf eine hochglänzend
polierte Messing- oder Neusilberplatte, die mit einer Abhebungszwischenschicht versehen
ist, Kupfer niederzuschlagen, den Niederschlag zu trocknen und dann abzuziehen;
gegebenenfalls nach Bekleben mit Papier. Das Verfahren nach der Erfindung verwendet
nun solche Metallfolien nicht, da sie, wie oben dargelegt, für den Verwendungszweck
zu dick wären und andererseits bei dünnerer Ausführung zu geringe mechanische Festigkeit
aufweisen würden.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geht man beispielsweise
so vor, daß man eine hochglänzend polierte Metall-, z. B. Kupferplatte mit einer
in oder Galvanotechnik üblichen Trennschicht versieht, die den Zweck hat, das Festwachsen
darauf niederzuschlagender Metallschichten zu verhindern. Man kann beispielsweise
eine Unterlageplatte aus Kupfer erst dünn versilbern und die Silberschicht dann
durch Einwirkung von Jod in Jodsilber überführen. Die Folie wird nun hierauf galvanisch
niedergeschlagen, sie kann jedoch auch durch Kathodenzerstäubüng bzw. Vakuumverdampfung
erzeugt werden. Am zweckmäßigsten geht man so vor, daß man zunächst durch Kathodenzerstäubung
eine dünne Kupferschicht herstellt und diese dann in bekannter Weise durch einen
galvanischen Niederschlag verstärkt. Es hat sich nämlich herausgestellt, daß die
Vakuumverdampfung insofern unzweckmäßig ist, als beim Verdampfen aus einer Wanne
heraus das Auftreten von Spritzern und das Bilden von Kupfertröpfchen auf der zu
verdampfenden Fläche unvermeidlich ist. Diese kleinen, mit bloßem Auge kaum sichtbaren
punktförmigen Erhöhungen auf der blanken Kupferplatte verstärken sich bei der anschließenden
Elektrolyse zu mehr oder weniger großen knospenähnlichen Auswüchsen auf der Folie,
die das Aufbringen einer gleichmäßigen photoempfindlichen Schicht zumindest erschweren,
wenn nicht ganz unmöglich machen. Die Kathodenzerstäubung hingegen gestattet es,
völlig spritzerfreie Kupferschichten von gleichmäßiger Verteilung zu erzeugen.
Es
hat sich herausgestellt, daß für besonders feine Raster und somit auch besonders
dünne Folien Schwierigkeiten beim Abziehen der fertigen Folie. von der Trennschicht
ergeben. Diese Schwierigkeiten werden gemäß der Erfindung dadurch umgangen, daß
eine nichtleitende Unterlage verwendet wird. Von einer solchen lassen sich auch
äußerst dünne Folien verhältnismäßig leicht abziehen. Als besonders günstig hat
es sich erwiesen, als Unterlage einen Stoff zu verwenden, der lichtdurchlässig ist.
Es hat sich nämlich herausgestellt, daß beim Atzen der Öffnungen nicht immer alle
Teile gleichmäßig schnell durchgeätzt werden. Bei einer undurchsichtigen Unterlage
ist es daher nicht möglich, zu erkennen, wann der Ätzvorgang beendet ist. Gemäß
der Erfindung wird als Unterlage für die Folie eine durchsichtige, nicht metallische
Platte verwendet, insbesondere eine Glasplatte.
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Im übrigen wird man dann, wie oben geschildert, vorgehen, d. h. zunächst
durch Kathodenzerstäubung eine leitende Unterlage erzeugen und diese auf galvanischem
Wege verstärken. Nach Aufbringen einer lichtempfindlichen Lackschicht und deren
Belichtung durch ein Punktrasternegativ wird die Schicht entwickelt, d. h. es werden
die nichtbelichteten Teile des Lackes abgelöst. An diesen Stellen liegt die blanke
Kupferoberfläche frei, so daß hier nun die Ätzflüssigkeit angreifen bzw. die galvanische
Abtragung des Kupfers vorgenommen werden kann. Während des Ätz- bzw. Abtragungsprozesses
wird die Durchsicht der Platte kontrolliert, d. h. man wird diesen Verfahrensschritt
in einem Gefäß vornehmen, das einen lichtdurchlässigen Boden aufweist und von unten
her beleuchtet ist bzw. bei senkrecht stehender Platte mit einer hinter der Platte
befindlichen durchsichtigen Wand ausgestattet ist.
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Erst durch Anwendung des erfindungsgemäßen `Verfahrens ist die Möglichkeit
gegeben, Siebfolien herzustellen, die eine Rasterfeinheit von über 8o ooo Öffnungen
je Quadratzentimeter aufweisen.