JP2003513172A - 超音波金属仕上げ - Google Patents

超音波金属仕上げ

Info

Publication number
JP2003513172A
JP2003513172A JP2001534550A JP2001534550A JP2003513172A JP 2003513172 A JP2003513172 A JP 2003513172A JP 2001534550 A JP2001534550 A JP 2001534550A JP 2001534550 A JP2001534550 A JP 2001534550A JP 2003513172 A JP2003513172 A JP 2003513172A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
act
metal
finishing
bath
metal product
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001534550A
Other languages
English (en)
Inventor
ラッセル マンチェスター
ケニス ファイファー
ドン ティーテル
ウェイン ホウィートリー
トッド シャープ
スティーヴ リン
ホン ユン ワン コトル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Applied Materials Inc
Original Assignee
Applied Materials Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Applied Materials Inc filed Critical Applied Materials Inc
Publication of JP2003513172A publication Critical patent/JP2003513172A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
    • C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
    • C23C16/4401—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber
    • C23C16/4409—Means for minimising impurities, e.g. dust, moisture or residual gas, in the reaction chamber characterised by sealing means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23F—NON-MECHANICAL REMOVAL OF METALLIC MATERIAL FROM SURFACE; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL; MULTI-STEP PROCESSES FOR SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL INVOLVING AT LEAST ONE PROCESS PROVIDED FOR IN CLASS C23 AND AT LEAST ONE PROCESS COVERED BY SUBCLASS C21D OR C22F OR CLASS C25
    • C23F1/00—Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/10—Etching compositions
    • C23F1/14—Aqueous compositions
    • C23F1/32—Alkaline compositions
    • C23F1/36—Alkaline compositions for etching aluminium or alloys thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
  • Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 本発明は、金属製品を仕上げる為の改善された超音波仕上げ方法及び装置を提供する。この方法は、金属製品をキャビテーション的に侵食してその外側表面に窪みを形成する事を含む。又、金属製品は、窪みの形成された金属表面を腐蝕する為に腐蝕化学薬品で腐蝕される。この方法で、実質的に均質に分布した微細な窪みが金属製品の周りに形成されて所望の艶消し仕上げが創り出され、同時にシーリングのし易い表面が創り出される。好ましい実施態様では、腐蝕化学薬品は、例えばアルミニウムから成る金属製品を侵食する為に超音波的にキャビテーションされるアルカリ溶液を含む仕上げ浴の一部である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （発明の分野） 本発明は金属の表面仕上げに関し、特に、その様な仕上げを達成する為に超音
波キャビテーションを使用する方法に関する。 （発明の背景） 多くの製造工業の内で、アルミニウムから成るコンポーネントの様な金属コン
ポーネントは様々な仕上げ工程を必要とする。半導体の工具工業では、アルミニ
ウム工具の仕上げ工程として、（１）露出されたアルミニウム表面に適当な化粧
外観を施す為のジッターバッギング(jitterbugging)工程、及び（２）表面を適
当に平滑にして十分なシール性を付与し且つ表面の不完全さを少なくする為の研
磨工程の二つを含む。 表面のジッターバッギングは、普通、結合研磨粒子媒体又は繊維パッドと一緒
に振動研磨で表面を手で研磨する事を含む。これは、望み通りのさえない「艶消
し」仕上げを創り出す。半導体工具工業では、このジッターバッグ仕上げは、一
般的に、露出アルミニウム表面の為の工業基準となっている。
【０００２】 残念な事に、この表面は手で処理される為に、ジッターバッグ仕上げの必要と
される品質を、定義したり、文書化したり或いは再現させることが難しい。更に
、通常の工具の表面をジッターバッギングするには過剰な労働力を必要とする。 更に、ジッターバッグされた表面は、図１Ａで示される様に、その拡散的外観
によって装飾的に不均一に見え、追加の研磨仕上げ無しの一般的な表面は、研磨
材の使用から生じる長たらしい、連続した痕跡を含んでいる。これらの長たらし
い痕跡（又は引掻き傷）は、表面のシーリング性を損なう。化学的な洗浄は、図
１Ｂで示される様に、表面の形態を大いに改善することが出来るが、痕跡を完全
には取り除けない。更に、その様な化学的洗浄は、表面の空隙率を十分に減少さ
せない。従って、シーリング性を必要とされるか、空隙率許容限界要件を有する
表面部分には研磨加工が施される。
【０００３】 そのシーリング性を改善する為の金属表面の研磨加工は、又、著しい手作業量
を必要とする。更に、従来の研磨加工は、必要なシーリング性を達成する為には
必ずしも有効ではない。 更に、幾つかの表面は、通常の研磨加工にとっては受け入れ難い複雑な形状を
有する。 従って、金属表面の為の改善された仕上げ方法の必要性が存在する。 （発明の開示) 本発明は、その様な改善された仕上げ方法及び装置を提供するものである。一
つの実施態様では、金属製品を仕上げる為の方法と装置が用意される。この方法
は、金属製品の外側表面に窪みを形成する為に金属製品をキャビテーション的に
侵食する事を含む。又、この金属製品は、窪みが形成された金属表面を腐蝕する
為に腐蝕化学薬品で腐蝕される。この方法では、実質的に均質に分布した微細な
窪みが金属製品の周りに形成されて所望の艶消し仕上げと同時にシーリングし易
い表面を創り出す事が出来る。好ましい実施態様では、腐蝕化学薬品は、金属製
品を侵食する為に超音波的にキャビテーションされる仕上げ浴の一部である。
【０００４】 本発明とその利点の更なる完全な理解の為に、添付の図面と共に以下の記述が
参照される。 本発明は、仕上げ浴内で金属製品をキャビテーション的に侵食する事及び化学
的に腐蝕する事を含む仕上げの仕組みを提供する。一実施態様では、腐蝕は、仕
上げ浴内での化学的溶液の超音波キャビテーションによって高められる。微細な
窪みが、初めに、金属製品の表面の周りの露出された不動態層中に形成される。
次いで、この窪みは拡大され、そして化学的腐蝕によって平滑にされる。
【０００５】 Ａ．仕上げ方法 一般的に、全ての金属表面は、自然的不動態化と一般的に言われる方法によっ
て自然の酸化物の薄い層で被覆されている。例えば、アルミニウム及びその合金
では、この不動態化層は、一般的に、水酸化物と酸化物とから成り、これらはア
ルカリ環境においては全く不活性である。アルミニウムは、一般的に薄い（例え
ば、約１０ｎｍ）酸化物層を有し、これは主にＡｌ2Ｏ3から成り、下部のアルミ
ニウムの更なる酸化を防ぐ。 本発明では、仕上げられる為の金属製品は、適当なキャビテーションの為に十
分なエネルギー水準を持つ超音波の場の存在下に在る仕上げ溶液中に置かれる。
キャビテーションは、不動態化層を貫通して下部表面（金属表面）に達する微細
な窪みを創り出す。一度窪みが形成され、そして基体部分が露出されると、露出
された金属と、苛性又はアルカリ溶液の様な腐蝕化学薬品との間の化学反応によ
って下部金属の腐蝕が進む。窪みは腐蝕反応の継続によって拡大される。このキ
ャビテーション／促進腐蝕仕上げ方法は、所望の「艶消し」外観を創り出す。更
に、窪みは、金属製品の表面上にランダムに分布されるので、好ましい空隙率と
シーリング特性を持つ十分に均質に「平滑」な表面が得られる。
【０００６】 １．キャビテーション 不動態化層における窪みの形成は、超音波エネルギーの使用によるキャビテー
ション侵食によって達成される。キャビテーションとは、超音波の活性化によっ
て創り出される急激な圧力を掛けられた液体中での泡状の空隙又は気泡の形成及
び崩壊である。泡は、液体中を移動する超音波の負圧の為に液体が破砕し或いは
引き裂かれる様な希薄化部分において創り出される。空隙が、固い不動態化層上
で或いは少なくともそれらの近傍で直ちに崩壊すると、その表面の侵食が起こる
。 キャビテーションの効力は様々な方法で高めることが出来る。高出力密度波は
、不動態化層中に微細な窪みを創り出す高速ジェット（例えば、１００ｍ／秒）
の発生の為の強力な衝撃波を用意する。更に、高周波の使用は、キャビテーショ
ンの為の高い許容限界につながる。従って、同じサイズの空隙を造る為には更な
るエネルギーを必要とする。液体を脱気すると、キャビテーションバブル中に分
散して空隙の急速な崩壊を遅らせる気体の過剰溶液を制限する許容限界が低下す
る。これは、更に、キャビテーション侵食方法を促進する。キャビテーションの
効力に影響する出力密度及び周波数に加えて、その他のパラメターとしては、仕
上げ溶液温度（仕上げ溶液粘度及び表面張力）及び処理前の表面形態／粗さが挙
げられる。
【０００７】 金属製品の外側表面でのランダムなキャビテーション分布が望まれるので、仕
上げタンク中の定常波によって創り出される様々な問題を避ける為に、発生した
超音波の場の頻繁な掃引が採用されても良い。更に、難しい形状の金属製品を仕
上げる時には、受け入れる事のできる均一性を達成する為に、互いに関連する超
音波出力源の位置及び／又は金属製品及び出力波源の位置を変更しても良い。 ２．腐蝕 腐蝕方法は、金属製品としてアルミニウムを、そして化学腐蝕剤としてアルカ
リ溶液を使用した場合について簡単に記述される。然しながら、当業者は、互い
に類似の化学的関連性を持つその他の金属及びその他の腐蝕剤に対して同じ基本
原理が適用される事を認識するであろう。初めに、ＯＨ-が露出した（貫通され
た）Ａｌ表面で吸着される。次いで、アルミネート（即ち、Ａｌ＋４ＯＨ-、こ
れはＡｌ（ＯＨ）4 -＋３ｅ-となる）が形成される。これは、全体の化学反応の
内で最も遅い部分である。
【０００８】 腐蝕方法（従って、最終的には仕上げ方法それ自身）は、次の要因を最適化（
特定の用途の為の好みの問題として）する事によって影響されそして促進される
：腐蝕剤（例えば、アルカリ溶液）のｐＨ水準、腐蝕剤溶液の化学組成（添加剤
及び異物混在物又は粒子の増加を考慮に入れて）、温度、及び処理時間。特に、
この方法は、（１）反応生成物を除去しながら腐蝕を起こさせる、（２）腐蝕剤
溶液のｐＨを所望の水準で実質的に維持する、及び（３）超音波的に活性化され
た環境（例えば、キャビテーション媒体及び化学的腐蝕剤の両方で機能する仕上
げ溶液による超音波キャビテーション中で）で金属基体を腐蝕する事によって高
められても良い。
【０００９】 金属を超音波エネルギーに掛けながら腐蝕すると、幾つかの理由で腐蝕方法が
高められる。超音波キャビテーションは、化学反応を可能にする新鮮なアルミニ
ウム表面の発生を促して膨張させる。更に、超音波キャビテーションは、熱エネ
ルギーを提供して化学反応を促進し、反応経路さえも変更することが出来る。更
に、超音波キャビテーションは、液体を循環させて均一な化学反応を達成する。
最後に、超音波キャビテーション並びに顕著な材料除去の結果として表面近傍で
起こる内部破裂と共に、表面の近くと液全体にわたる内部破裂が存在する。これ
らの撹乱は、化学反応体生成物で飽和されていてアルミニウムとの反応の為に化
学試薬が相対的に消耗される溶液を「新鮮」な（より化学的には活性な）仕上げ
溶液で効果的に置換える。これは、更に化学的に活性な溶液とアルミニウム表面
の接触を許して、化学的腐蝕溶液（例えば、仕上げ溶液）が何処においても一様
に飽和されるまで化学反応を継続させる。これは、不規則な表面又は内部の狭い
通路を仕上げる時に特に有利である。
【００１０】 Ｂ．超音波仕上げ装置 図２は、金属製品５０（例えば、アルミニウム工具）を本発明方法で仕上げる
為の装置１００を示す。この装置１００は、例示の実施態様では化学的に腐蝕性
であり、又、キャビテーション液として貢献する仕上げ溶液１１２を含むタンク
１１０を含む。又、再循環ポンプ１２０、コントローラー１５０、超音波出力電
源１６０、超音波トランスデューサー（例えば、結合され、浸漬可能な）１６５
及び環境調節モデュール１７０も含まれる。 再循環ポンプ１２０は、タンクの流出及び流入ライン１２２と１２４それぞれ
を介してタンク１１０に閉鎖ループ配置で流動的に結合される。超音波出力電源
１６０は、仕上げ溶液１１２内で超音波を発生させる為に、タンク１１０に動作
可能的に取り付けられた超音波トランスデューサー１６５に電気的に接続される
。同様に、環境調節モデュール１７０も、仕上げ溶液１１２の様々な環境パラメ
ーター（例えば、温度、液水準、化学的ｐＨ）を調節する為に、タンク１１０に
動作可能的に取り付けられる。コントローラー１５０は、連絡リンク１５２、１
５４及び１５６それぞれを介して、再循環ポンプ１２０、超音波出力電源１６０
及び環境調節モデュール１７０に連結される。
【００１１】 超音波出力電源１６０は、超音波トランスデューサー１６５を超音波的に作動
させる為に、コントローラー１５０に応答する、調節可能的に調整出来る周波数
を有する電気信号を発生する。環境調節モデュールは、適当なセンサー、トラン
スデューサー、及び／又はコントローラー１５０に応答する、仕上げ溶液１１２
内で関連する環境パラメーターを調節する為のその他の装置を含む。最後に、コ
ントローラー１５０からのコントロールに応答する再循環ポンプ１２０が、磨耗
粒子の様な粒状物の蓄積を調節的に制限する為に仕上げ溶液を濾過する為のフィ
ルター１２１を通して仕上げ溶液１１２を再循環する。 装置１００を実施する為のコンポーネントは適当な装置で実施されても良く、
当業者にとって普通に知られているものである。同様に、仕上げ溶液１１２は、
装置１００との関連において適当なキャビテーションを促進する溶液であっても
良い。当業界で知られている様に、殆どの液体はこの要件に合致する。一実施態
様では、仕上げ溶液１１２は、金属製品がキャビテーションに掛けられる際に金
属を化学的に腐蝕する為の化学的腐蝕剤を含む。例えば、金属製品がアルミニウ
ムの場合、仕上げ溶液としてアルカリ溶液を使用する事が出来る。アルミニウム
製品の為の適当な仕上げ溶液の一例には、ACS Products (Plainville, MA)社か
ら市販されているＡｌ−Ｔｅｘ１０１（商標）がある。
【００１２】 仕上げ溶液が化学的腐蝕剤を含む時は、特定の仕上げ溶液の組成の選択は、不
動態化層と金属基体との間の選択性によって行われるべきである。この化学品は
不動態化層に対するよりも基体に対して相対的により攻撃的でなければならない
。更に、仕上げられた金属表面に残存し得る異物混在物（例えば、シリコン、鉄
）を除去する為の能力を高める為の添加剤を組成することが出来る。 示された実施態様では、コントローラー１５０は、使用者からの指示によって
装置１００の全体の操作を調節する。コントローラー１５０はプログラム（又は
調整）されて、特に所望された仕上げ方法によって金属製品５０を仕上げる。コ
ントローラー１５０は、再循環ポンプ１２０の操作を調節して、仕上げ溶液１１
２中の粒状物（仕上げ方法に従って創り出される）の濃度を調整又は維持する。
更に、環境調節モデュール１７０を介するコントローラー１５０は、温度、化学
的ｐＨ水準及び容量を含む様々な仕上げ溶液１１２パラメーターを調節する。又
、コントローラー１５０は、仕上げ溶液１１２内で超音波を調節的に発生させる
為に、超音波出力電源１６０を調節する。発生された波の周波数は、予め選択さ
れた周波数範囲にわたって発生した周波数を、例えば掃引によって調整或いは連
続的に変動させても良い。この方法では、コントローラー１５０は、超音波特性
、タイミング、及び仕上げ溶液１１２の物理的且つ化学的性質の様な様々な関連
処理ファクターを調節して仕上げ方法を実行する。
【００１３】 Ｃ．実施例 図３Ａ〜３Ｃは、市販品の６０６１Ｔ６Ａｌ合金から機械加工された、２９．
２ｃｍｘ１２．７ｃｍｘ１．９ｃｍ（１１．５″ｘ５″ｘ０．７５″）の多数の
アルミニウム板の拡大された光景を示す。それぞれのバッチの板は、希釈された
市販品のアルカリ洗浄剤から成る仕上げ溶液の超音波タンク内で、６０〜８０℃
の温度で処理された。この浴は、２３〜２７ｋＨｚの範囲の周波数と１００〜１
２０Ｗ／galの範囲の出力密度を持つ超音波の場に掛けられた。一般的に、拡散
的或いは艶消し外観を達成するには約３０分掛った。処理後、全てのＡｌ板を洗
浄して仕上げ溶液を洗い去った。Ａｌ板の三つのバッチ（図３Ａ、３Ｂ及び３Ｃ
で示される）を、主に処理時間を変えた僅かに異なる条件下で、アルカリ度が僅
かに異なる仕上げ溶液を使用して処理した。
【００１４】 表面形状の相違は、三つのバッチにおいて、図３Ａ〜３Ｃの様に観察された。
仕上げ浴のアルカリ度（及びその他の処理パラメーター）によって、窪みの数、
サイズ及びコンシステンシーがバッチ毎に変化した。弱アルカリ溶液の第一バッ
チで処理された板（図３Ａ）では、表面は、段差のある粒子境界を持つ比較的小
さな直径の窪みを示した。第二のバッチで処理された板（図３Ｂ）では、表面は
、様々な直径の窪みの重なり合いを示した。更に、小さな窪みは、先に造られた
大きな窪みの表面に造られている事が明らかである。最後に、最も強いアルカリ
溶液の第三のバッチで処理された板（図３Ｃ）では、表面は、似た様な窪みの分
布と窪みの全く無い小さな表面部分を示した。十分に微視的な水準では、これら
の重複した窪みは、所望の艶消し仕上げを創り出すだけでなく、適当にシール出
来る表面を創り出すのに十分均質であった。
【００１５】 Ｄ．その他の実施態様 添付の特許請求の範囲で定義される本発明の精神と範囲から逸脱する事なしに
、様々な変化、置換及び変更が為され得る事が理解されるべきである。 金属製品を洗浄する追加行為は、キャビテーションが行われて、異物混在物及
び化学的腐蝕剤と反応しないその他の粒子を除去する為の腐蝕が行われた後に行
われても良い。腐蝕方法の為に使用されるアルミニウム製品とアルカリ腐蝕剤で
は、表面上の異物混在物と粒子の存在は、アルカリ環境においては反応しない封
入された異物混在物の化学的活性の欠如の結果である。これらの異物混在物の幾
つかは、恐らくマグネシウムケイ化物（これは、市販品の６０６１アルミニウム
合金の通常の第二相構成成分である）の形態でシリコン及びマグネシウムを含む
。その他の異物混在物の幾つかは、アルミニウム第二鉄化合物を含む。これらの
異物混在物及び粒子は、暴露される成分、例えばウエハートランスファーの内面
の洗浄及び半導体製造用途での環境処理にとって有害である。二つの方法、即ち
化学的及びＣＯ2ペレット洗浄法が異物混在物と粒子を除去する為の試みとして
試験された。これは、恐らく封入された異物混在物は通常機械的手段では容易に
除去出来ないと言う事実によるものである。然しながら、通常の金属洗浄溶液で
の化学的洗浄はこれらの異物混在物を除去するのに有効であった事は発見されて
いた。
【００１６】 更に、以上の記述は主にアルミニウム製品の処理を記述するものであるが、こ
の方法は広い範囲の金属並びにその他の材料に適用出来る事が注目されるべきで
ある。 Ｅ．所見 本発明は、より効率的で且つ価格の効率的な、金属部品の仕上げ方法を提供す
るものである。更に、部品のあちこちに変動を生じるジッターバッグ方法よりも
一層一様な金属部品の仕上げを実現する仕上げ方法を提供するものである。更に
、ジッターバッグ方法から生じる望ましくない形状パターンとは逆に、仕上げ後
にランダムな侵食パターンを実現する。本発明の仕上げ方法は、研磨の必要性を
減少させ、なおかつ排除する、その仕上げられた金属表面の表面空隙率と共に、
シーリング特性を改善する。 更に、本発明によって、部品は一層迅速に、且つ従来方法を使用するよりも安
価に処理される。本発明の更なる利点は、侵食効果を生成する攪拌された液体浴
中での暴露が、表面の複雑さに拘わりなく表面の周りで均一である事である。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】 従来技術のジッターバッグ方法に従って仕上げを行った後の拡大されたアルミ
ニウム表面を示す。
【図１Ｂ】 従来技術のジッターバッグ方法に従って仕上げを行った後の拡大されたアルミ
ニウム表面を示す。
【図２】 本発明に従って金属製品を仕上げる為の装置の一実施態様のブロックダイアグ
ラムを示す。
【図３Ａ】 本発明の一実施態様に従って仕上げを行った後のアルミニウム表面の拡大され
た光景を示す。
【図３Ｂ】 本発明の一実施態様に従って仕上げを行った後のアルミニウム表面の拡大され
た光景を示す。
【図３Ｃ】 本発明の一実施態様に従って仕上げを行った後のアルミニウム表面の拡大され
た光景を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＭＺ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ， ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＧ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ， ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＢＺ，Ｃ Ａ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＲ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ ，ＤＺ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ， ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，Ｋ Ｅ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＡ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ， ＭＷ，ＭＸ，ＭＺ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，Ｒ Ｕ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ， ＺＡ，ＺＷ (72)発明者 ティーテル ドン アメリカ合衆国 テキサス州 78642 リ バティー ヒル ピーオーボックス 633 (72)発明者 ホウィートリー ウェイン アメリカ合衆国 テキサス州 78758 オ ースティン クリップル クリーク 1105 (72)発明者 シャープ トッド アメリカ合衆国 テキサス州 78616 デ イル エイヴィス ロード 13438 (72)発明者 リン スティーヴ アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95032 ロス ガトス グリーン ヒル ウェイ 135 (72)発明者 コトル ホン ユン ワン アメリカ合衆国 テキサス州 78717 オ ースティン サヴァナー ハイツ 15023 Ｆターム(参考） 4K057 WA05 WA09 WB05 WD03 WE21 WG01 WG02 WG06 WG10 WM15 WN01

Claims (31)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】外側表面を有する金属製品の仕上げ方法であって、 （ａ）金属製品をキャビテーション的に侵食して金属製品の外側表面に窪みを形
    成し、そして、 （ｂ）その窪んだ金属表面を腐蝕化学薬品で腐蝕する、 事を特徴とする方法。
  2. 【請求項２】金属製品をキャビテーション的に侵食する行為が、超音波的にキャ
    ビテーションされる仕上げ浴中で金属製品をキャビテーション的に侵食する事を
    含む、請求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】腐蝕の行為が、超音波的にキャビテーションしながら仕上げ浴中で
    窪んだ金属表面を腐蝕する事を含む、請求項２に記載の方法。
  4. 【請求項４】窪んだ金属表面を腐蝕する行為が、窪んだ金属表面をアルカリで腐
    蝕する行為を含み、仕上げ浴がアルカリ溶液である、請求項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】アルカリ溶液が初期ｐＨ値を有し、その初期ｐＨ値を実質的に一定
    に維持する行為を更に含む、請求項４に記載の方法。
  6. 【請求項６】仕上げ浴内で蓄積する磨耗粒子の量を制限する行為を更に含む、請
    求項５に記載の方法。
  7. 【請求項７】仕上げ浴を超音波的にキャビテーションすることが、２０〜１５０
    ｋＨｚ内の一次周波数で仕上げ浴を超音波的に攪拌する行為を含む、請求項１に
    記載の方法。
  8. 【請求項８】超音波的にキャビテーションを行う行為が、一次周波数に関して予
    め決められた範囲で攪拌周波数を変動させる行為を含む、請求項７に記載の方法
    。
  9. 【請求項９】金属製品を洗浄する行為を更に含む、請求項１に記載の方法。
  10. 【請求項１０】洗浄する行為が、金属製品が侵食されそして腐蝕された後に金属
    クリナーで金属製品を洗浄する行為を含む、請求項９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】請求項１０に記載の方法によって仕上げられた金属製品。
  12. 【請求項１２】不動態化層と下部金属表面を有する金属製品の仕上げ方法であっ
    て、 （ａ）金属製品を仕上げ浴に沈着させ、 （ｂ）浴を超音波的にキャビテーションさせて、少なくとも幾つかの窪みが金属
    表面まで貫通する窪みを不動態化層に形成し、そして、 （ｃ）貫通した金属表面を腐蝕化学薬品で腐蝕する、 事を特徴とする方法。
  13. 【請求項１３】貫通した金属表面を腐蝕する行為が、腐蝕化学薬品を含む仕上げ
    浴を超音波的にキャビテーションする事を含む、請求項１２に記載の方法。
  14. 【請求項１４】貫通した金属表面を腐蝕する行為が、貫通した金属表面をアルカ
    リ仕上げ浴で腐蝕する事を含む、請求項１３に記載の方法。
  15. 【請求項１５】アルカリ仕上げ浴が初期ｐＨ値を有し、その初期ｐＨ値を実質的
    に一定に維持する事を更に含む、請求項１４に記載の方法。
  16. 【請求項１６】仕上げ浴内で蓄積する磨耗粒子の量を制限する行為を更に含む、
    請求項１５に記載の方法。
  17. 【請求項１７】超音波的にキャビテーションを行う行為が、２０〜１５０ｋＨｚ
    内の一次周波数で仕上げ浴を超音波的に攪拌する行為を含む、請求項１２に記載
    の方法。
  18. 【請求項１８】超音波的に仕上げを行う行為が、一次周波数に関して予め決めら
    れた範囲で攪拌周波数を変動させる行為を含む、請求項１７に記載の方法。
  19. 【請求項１９】金属製品を洗浄する行為を更に含む、請求項１２に記載の方法。
  20. 【請求項２０】洗浄する行為が、金属製品が腐蝕された後に金属クリナーで金属
    製品を洗浄する事を含む、請求項１９に記載の方法。
  21. 【請求項２１】金属部品の仕上げ方法であって、 （ａ）金属部品の表面と化学的に活性である液体を容器中に液体浴として用意し
    、 （ｂ）金属部品をその液体浴に沈着させ、 （ｃ）予め選択した一つ以上の周波数で液体を攪拌し、そして、 （ｄ）決められた処理期間の間で前記攪拌を継続する、 事を特徴とする方法。
  22. 【請求項２２】液体がアルカリ溶液であり、実質的に一定のアルカリ度で液体を
    実質的に維持する為に液体組成物を調整する行為を含む、請求項２１に記載の方
    法。
  23. 【請求項２３】液体浴を用意する行為が、方法の期間中、３０〜７０℃の間で液
    体浴の温度を維持する事を含む、請求項２２に記載の方法。
  24. 【請求項２４】液体浴を用意する行為が、方法の期間中、５０℃に液体浴の温度
    を実質的に維持する事を含む、請求項２２に記載の方法。
  25. 【請求項２５】攪拌を継続する行為が、その処理を２５〜３５分間継続する事を
    含む、請求項２３に記載の方法。
  26. 【請求項２６】攪拌を継続する行為が、その処理を約３０分間継続する事を含む
    、請求項２３に記載の方法。
  27. 【請求項２７】攪拌する行為が、２０ｋＨｚ〜３０ｋＨｚの中心周波数で攪拌す
    る事を含む、請求項２５に記載の方法。
  28. 【請求項２８】攪拌する行為が、２５ｋＨｚの中心周波数で攪拌する事を含む、
    請求項２７に記載の方法。
  29. 【請求項２９】実質的に均質に分布した複数の微細な窪みを含む表面を有する完
    成金属製品であって、前記複数の微細な窪みの大部分が互いに重なり合い、表面
    がシールされ易くなっていて、複数の微細な窪みから生まれる艶消し外観を有す
    る事を特徴とする製品。
  30. 【請求項３０】前記表面が、異物混在物を実質的に含まない、請求項２９に記載
    の製品。
  31. 【請求項３１】キャビテーション的侵食から得られる、実質的に均質に分布した
    複数の微細な窪みを含む表面を有する完成金属製品であって、表面が艶消し外観
    を有する事を特徴とする製品。
JP2001534550A 1999-11-03 2000-10-31 超音波金属仕上げ Pending JP2003513172A (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/432,835 US6481449B1 (en) 1999-11-03 1999-11-03 Ultrasonic metal finishing
US09/432,835 1999-11-03
PCT/US2000/041763 WO2001032359A2 (en) 1999-11-03 2000-10-31 Ultrasonic metal finishing involving cavitational erosion

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003513172A true JP2003513172A (ja) 2003-04-08

Family

ID=23717780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001534550A Pending JP2003513172A (ja) 1999-11-03 2000-10-31 超音波金属仕上げ

Country Status (5)

Country Link
US (1) US6481449B1 (ja)
JP (1) JP2003513172A (ja)
AU (1) AU3078001A (ja)
TW (1) TW486406B (ja)
WO (1) WO2001032359A2 (ja)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6689222B2 (en) 1999-11-03 2004-02-10 Applied Materials, Inc. Sealable surface method and device
AU2003237585A1 (en) * 2002-07-08 2004-01-23 Palbam Metal Works Ultrasonic cleaning and washing apparatus for fruits and vegetables and a method for the use thereof
KR20050103916A (ko) * 2003-02-04 2005-11-01 포워드 테크놀로지 에이 크레스트 그룹 컴퍼니 초음파 세척 탱크
WO2006009668A1 (en) * 2004-06-16 2006-01-26 Memc Electronic Materials, Inc. Silicon wafer etching process and composition
GR1006987B (el) * 2009-07-30 2010-09-27 Νταϊλιανης, Νικολαος Παραγωγη αργιλικου νατριου με ταυτοχρονη ανακυκλωση των αποβλητων αλκαλικης πλυσης μητρων βιομηχανιων διελασης αλουμινιου με χρηση του υπαρχοντος εξοπλισμου πλυσης
EP3192635B1 (en) * 2014-09-09 2021-12-22 Blue Star R&D Co., Ltd. Ultrasonic burr removal device
RU179056U1 (ru) * 2017-06-13 2018-04-25 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" Устройство для ультразвуковой упрочняющей обработки металлической детали
CN109208001A (zh) * 2018-11-12 2019-01-15 中国工程物理研究院材料研究所 一种金属表面局部区域精确腐蚀的方法
CN113414542B (zh) * 2021-06-10 2022-07-08 常州信息职业技术学院 一种延长零件摩擦副表面使用寿命的方法和装置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11168036A (ja) * 1997-12-03 1999-06-22 Showa Alum Corp 電解コンデンサ電極用アルミニウム箔の製造方法

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3661660A (en) * 1968-02-21 1972-05-09 Grace W R & Co Method for ultrasonic etching of polymeric printing plates
US4167424A (en) 1976-05-12 1979-09-11 National Steel Corporation Treatment of metal strip with ultrasonic energy and apparatus therefor
US4555302A (en) * 1984-08-24 1985-11-26 Urbanik John C Method and apparatus for ultrasonic etching of printing plates
JPS61139696A (ja) 1984-12-10 1986-06-26 Fuji Photo Film Co Ltd 超音波エロ−ジヨンの防止方法
JPH02104682A (ja) 1988-10-11 1990-04-17 Kobe Steel Ltd キヤツプ用アルミニウム材料の表面清浄化法及び同処理材
US5091046A (en) * 1990-12-31 1992-02-25 Hunter Robert F Caustic etching of aluminum with matte finish and low waste capability
FR2682126B1 (fr) * 1991-10-07 1994-12-23 Siderurgie Fse Inst Rech Procede et dispositif de decapage des rives d'une tole immergee dans une solution reactive, notamment de toles laminees a chaud.
GB9126304D0 (en) 1991-12-10 1992-02-12 Univ Strathclyde Cleaning and etching methods utilising acoustic fields
US5330558A (en) 1993-03-31 1994-07-19 Henkel Corporation Method for removing chromium containing coatings from aluminum substrates
US5776265A (en) 1993-10-26 1998-07-07 Henkel Corporation Process for activating a metal surface for conversion coating
US5863343A (en) * 1993-11-16 1999-01-26 Campbell; Keith S. Ultrasonic cleaning method of cleaning chandeliers
US5600081A (en) 1995-10-04 1997-02-04 Simjian; Luther G. Method of improving the sonority of a musical instrument
US5865199A (en) 1997-10-31 1999-02-02 Pedziwiatr; Michael P. Ultrasonic cleaning apparatus

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11168036A (ja) * 1997-12-03 1999-06-22 Showa Alum Corp 電解コンデンサ電極用アルミニウム箔の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
TW486406B (en) 2002-05-11
US6481449B1 (en) 2002-11-19
WO2001032359A2 (en) 2001-05-10
AU3078001A (en) 2001-05-14
WO2001032359A3 (en) 2001-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5895550A (en) Ultrasonic processing of chemical mechanical polishing slurries
US4475981A (en) Metal polishing composition and process
JP2003513172A (ja) 超音波金属仕上げ
CN105970260A (zh) 一种在喷射电沉积加工过程中改善均匀性的方法
JP2003234320A (ja) 基板の洗浄方法、洗浄薬液、洗浄装置及び半導体装置
JP6205619B2 (ja) 再生半導体ウエハの製造方法
Fayazfar et al. An overview of surface roughness enhancement of additively manufactured metal parts: a path towards removing the post-print bottleneck for complex geometries
US20030010353A1 (en) Ultrasonic cleaning method for semiconductor manufacturing equipment
JPH02303724A (ja) 超音波加工方法
JP4824976B2 (ja) 半導体ウェハの研磨方法
JP4169239B2 (ja) 液中表面加工装置および加工方法
JP2011011307A (ja) ウェーハ研磨用スラリーのリサイクル方法およびそのリサイクル装置
CN109913133B (zh) 一种钇铝石榴石晶体的高效高质量化学机械抛光液
JP2000288914A (ja) 半導体製造用研磨剤の供給装置及び供給方法
JP3826238B2 (ja) 金属研磨用液状組成物
JP2691787B2 (ja) 超音波つや出し
JP2015025181A (ja) マグネシウム合金からなる成形品をバレル研磨しつつ化成処理する生産方法
CN113001415A (zh) 一种利用低压喷束对精密零件去毛刺抛光的方法
JP2723167B2 (ja) 中空部材の複合メッキ方法
TWI284158B (en) Sealable surface method and device
Yang et al. A study on quartz wafer slot polishing by using the ultrasonic-assisted wire electrophoretic deposition method
JP4565994B2 (ja) レーザーマーク付き半導体ウェーハの製造方法、及びその半導体ウェーハ
JPH04193420A (ja) 超音波加工方法
JPH0673578A (ja) ワークの表面処理方法
JPH08309662A (ja) リードフレームのメッキ前処理設備

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20071031

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101021

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101028

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20110331