JP2012011520A - Electrolytic processing liquid for molybdenum-based metallic material, and method for manufacturing molybdenum-based metallic product using the same - Google Patents

Electrolytic processing liquid for molybdenum-based metallic material, and method for manufacturing molybdenum-based metallic product using the same Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device that electrolytically machines a molybdenum-based metallic material without using a poisonous substance.SOLUTION: An electrolytic processing liquid for a molybdenum-based metallic material, is formed through dissolving an electrolyte selected from a group consisting of an alkali metal chloride and an alkaline-earth metal chloride, and a citric acid with an aqueous solvent containing a glycol-based compound.

Description

本発明は、モリブデンおよびモリブデン合金等のモリブデン系金属材料用電解加工液に関するものであり、詳しくは、毒劇物を使用することなくモリブデン系金属材料の電解研磨および電解エッチング加工を可能とするモリブデン系金属材料用電解加工液に関するものである。
更に本発明は、前記電解加工液を使用するモリブデン系金属製品の製造方法にも関するものである。
The present invention relates to an electrolytic machining fluid for molybdenum-based metal materials such as molybdenum and molybdenum alloys, and more particularly, molybdenum that enables electrolytic polishing and electrolytic etching of molybdenum-based metal materials without using poisonous substances. The present invention relates to an electrolytic processing liquid for a metallic metal material.
The present invention further relates to a method for producing a molybdenum-based metal product using the electrolytic processing liquid.

モリブデン(Mo)は高融点の耐熱材料であるため、高い耐熱性が求められる各種用途に広く用いられている。例えば、電子顕微鏡において電子ビーム径を調節するために使用されるアパーチャーは、電子ビームによる高温に晒されるため、その多くはモリブデン箔に微細孔を開けて製作されている。その加工にはモリブデン箔の薄さと要求精度等の理由で放電加工やフォトプロセスを用いた電解エッチング加工が用いられている。電解エッチング加工は、放電加工と比べて加工コストが低いため、近年、アパーチャー加工の重要な方法となっている。   Molybdenum (Mo) is a heat-resistant material with a high melting point, and is therefore widely used in various applications that require high heat resistance. For example, the aperture used to adjust the electron beam diameter in an electron microscope is exposed to high temperature due to the electron beam, and many of them are manufactured by making fine holes in a molybdenum foil. In the processing, electrolytic etching processing using electric discharge processing or a photo process is used because of the thinness of the molybdenum foil and the required accuracy. Electrolytic etching has become an important method of aperture processing in recent years because it has a lower processing cost than electric discharge machining.

一般に、モリブデン系金属材料の電解加工液としては、クロム酸や硫酸を含む水溶液が使用されているが、クロム酸、硫酸とも劇物に指定されているため作業性や洗浄、廃液処理に課題をかかえている。   In general, an aqueous solution containing chromic acid or sulfuric acid is used as the electrolytic processing liquid for molybdenum-based metal materials, but both chromic acid and sulfuric acid are designated as deleterious substances, so there are problems in workability, cleaning, and waste liquid treatment. I have it.

これに対し非特許文献1には、クロム酸を含まない(クロムフリー)電解加工液によりモリブデン箔を電解エッチング加工することが可能となったことが報告されている。   On the other hand, Non-Patent Document 1 reports that the molybdenum foil can be subjected to electrolytic etching with an electrolytic processing solution that does not contain chromic acid (chromium-free).

出口、外舘:電子顕微鏡用アパーチャーの微細孔加工技術の開発−モリブデン箔の電解エッチング加工−,埼玉県産業技術総合センター研究報告,7,(2009)70Exit, Outer: Development of micro-hole processing technology for electron microscope apertures-Electrolytic etching of molybdenum foil-, Saitama Industrial Technology Center Research Report, 7, (2009) 70

非特許文献1に記載の電解加工液は、エチレングリコールと硫酸を含む水溶液であり、クロム酸を使用することなくモリブデン箔の電解加工(電解エッチング加工)を可能とするものである。しかし、上記クロムフリー電解加工液に含まれる硫酸も劇物であるため、作業性や洗浄、廃液処理の観点からは、クロム酸も硫酸も含まない毒劇物フリーの電解加工液によりモリブデンの電解加工を可能とすることが望まれる。   The electrolytic processing solution described in Non-Patent Document 1 is an aqueous solution containing ethylene glycol and sulfuric acid, and enables electrolytic processing (electrolytic etching processing) of a molybdenum foil without using chromic acid. However, since the sulfuric acid contained in the above-mentioned chromium-free electrolytic processing liquid is also a deleterious substance, from the viewpoint of workability, cleaning, and waste liquid treatment, the electrolysis of molybdenum with a poisonous and deleterious-free electrolytic processing liquid that does not contain chromic acid or sulfuric acid. It is desirable to enable processing.

そこで本発明の目的は、毒劇物を使用することなくモリブデン系金属材料の電解加工を可能とするための手段を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a means for enabling electrolytic processing of a molybdenum-based metal material without using poisonous or deleterious substances.

本発明者は上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、以下の新たな知見を得た。
まず本発明者は上記目的を達成するために、非引火性であり安全性の高いグリコール系化合物を含む水系溶媒に、安全性の高い塩であるアルカリ金属塩化物およびアルカリ土類金属塩化物からなる群から選ばれる電解質を溶解した電解加工液を使用してモリブデン系金属材料を電解加工(電解研磨加工、電解エッチング加工)することを試みたところ、電解加工は可能であったが、電解加工中に液が顕著に白濁する現象が確認された。これは電解加工中に陰極で発生した気泡が液中に浮遊したことが原因であったが、電解加工における気泡の発生は気泡が被加工部分に滞留し加工精度(例えば電解エッチング処理における貫通孔の形状精度、電解研磨における研磨面の均一性)を悪化させるおそれがあるため、上記白濁を起こすことなく電解加工を可能とする電解加工液が望まれる。
そこで本発明者が上記組成系の電解加工液における気泡による白濁を抑制するために鋭意検討を重ねた結果、安全性の高い有機酸であるクエン酸を添加することにより電解加工中の液の白濁を抑制できることが判明した。これに対し、クエン酸以外の有機酸や無機酸では白濁を抑制することはできなかった。
本発明者は以上の検討の結果、グリコール系化合物を含む水系溶媒に、上記安全性の高い電解質とともにクエン酸を溶解させることにより、毒劇物を使用することなく、かつ電解加工中の液の白濁を抑制してモリブデン系金属材料を電解加工することが可能となることを見出すに至った。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor has obtained the following new knowledge.
First, in order to achieve the above-mentioned object, the present inventor, from an alkali metal chloride and an alkaline earth metal chloride, which are highly safe salts, to an aqueous solvent containing a non-flammable and highly safe glycol-based compound. When we tried electrolytic processing (electrolytic polishing processing, electrolytic etching processing) of molybdenum-based metal materials using an electrolytic processing solution in which an electrolyte selected from the group was dissolved, electrolytic processing was possible, but electrolytic processing A phenomenon in which the liquid was noticeably clouded was confirmed. This was caused by bubbles generated at the cathode during electrolytic processing floating in the liquid. However, the generation of bubbles in electrolytic processing was caused by the bubbles staying in the part to be processed and machining accuracy (for example, through holes in electrolytic etching processing). Therefore, there is a need for an electrolytic processing solution that enables electrolytic processing without causing white turbidity.
Therefore, as a result of extensive studies by the inventor in order to suppress white turbidity due to bubbles in the electrolytic processing liquid having the above composition system, the liquid turbidity during electrolytic processing can be obtained by adding citric acid, which is a highly safe organic acid. It has been found that can be suppressed. On the other hand, organic turbidity other than citric acid or inorganic acid could not suppress white turbidity.
As a result of the above examination, the present inventor dissolved citric acid in an aqueous solvent containing a glycol compound together with the above highly safe electrolyte without using a poisonous or deleterious substance, The inventors have found that it is possible to electrolytically process a molybdenum-based metal material while suppressing white turbidity.

即ち、上記目的は、下記手段により達成された。
[1]グリコール系化合物を含む水系溶媒に、アルカリ金属塩化物およびアルカリ土類金属塩化物からなる群から選ばれる電解質ならびにクエン酸が溶解されてなるモリブデン系金属材料用電解加工液。
[2]前記溶媒中の水の含有量が50体積%以下である、[1]に記載のモリブデン系金属材料用電解加工液。
[3]クエン酸の含有量が0.08〜2.4mol/lの範囲である、[1]または[2]に記載のモリブデン系金属材料用電解加工液。
[4]前記グリコール系化合物はエチレングリコールである、[1]〜[3]のいずれかに記載のモリブデン系金属材料用電解加工液。
[5]電解研磨液として使用される、[1]〜[4]のいずれかに記載のモリブデン系金属材料用電解加工液。
[6]電解エッチング液として使用される、[1]〜[4]のいずれかに記載のモリブデン系金属材料用電解加工液。
[7]モリブデン系金属材料を陽極とし、[1]〜[4]のいずれかに記載の電解加工液を電解研磨液として電解研磨処理を行うことを特徴とする、表面に研磨面を有するモリブデン系金属製品の製造方法。
[8]モリブデン系金属材料の表面にレジストを塗布する工程と、
前記レジストにフォトマスクを介して露光し、パターン部を形成する工程と、
前記パターン部またはパターン部以外のレジストを除去することにより、モリブデン系金属材料表面の一部を露出させる工程と、
前記露出した表面を腐食させることにより、凹部および/または貫通孔を形成する工程と、
前記モリブデン系金属材料表面上のレジストを除去する工程と
を含む、凹部および/または貫通孔を有するモリブデン系金属製品の製造方法であって、
前記露出した表面の腐食を、前記モリブデン系金属材料を陽極とし、[1]〜[4]のいずれかに記載の電解加工液を電解エッチング液として電解エッチング処理することにより行うことを特徴とする、前記製造方法。
That is, the above object was achieved by the following means.
[1] An electrolytic processing solution for molybdenum-based metal materials, in which an electrolyte selected from the group consisting of alkali metal chlorides and alkaline earth metal chlorides and citric acid are dissolved in an aqueous solvent containing a glycol compound.
[2] The electrolytic processing liquid for molybdenum-based metal material according to [1], wherein the content of water in the solvent is 50% by volume or less.
[3] The electrolytic processing liquid for molybdenum-based metal material according to [1] or [2], wherein the citric acid content is in the range of 0.08 to 2.4 mol / l.
[4] The electrolytic processing liquid for molybdenum-based metal material according to any one of [1] to [3], wherein the glycol-based compound is ethylene glycol.
[5] The electrolytic processing liquid for molybdenum-based metal material according to any one of [1] to [4], which is used as an electrolytic polishing liquid.
[6] The electrolytic processing liquid for molybdenum-based metal material according to any one of [1] to [4], which is used as an electrolytic etching liquid.
[7] Molybdenum having a polished surface on the surface, wherein the molybdenum-based metal material is used as an anode, and the electrolytic polishing treatment is performed using the electrolytic processing solution according to any one of [1] to [4] as an electrolytic polishing solution. Of manufacturing metal products.
[8] A step of applying a resist to the surface of the molybdenum-based metal material;
Exposing the resist through a photomask to form a pattern portion; and
Removing a part of the molybdenum-based metal material surface by removing the pattern portion or the resist other than the pattern portion; and
Forming a recess and / or a through hole by corroding the exposed surface;
Removing the resist on the surface of the molybdenum-based metal material, and a method for producing a molybdenum-based metal product having a recess and / or a through-hole,
The exposed surface is corroded by electrolytic etching using the molybdenum-based metal material as an anode and the electrolytic processing liquid according to any one of [1] to [4] as an electrolytic etching liquid. The manufacturing method.

本発明によれば、毒劇物を含まず引火性もない安全性の高い電解加工液を用いてモリブデン系金属材料を電解加工することができる。更に、クエン酸を使用した電解加工液は強い刺激臭もなく取り扱いが容易である点でも有利である。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, a molybdenum metal material can be electrolytically processed using the highly safe electrolytic processing liquid which does not contain poisonous and deleterious substances and does not have flammability. Furthermore, the electrolytic processing solution using citric acid is advantageous in that it is easy to handle without a strong irritating odor.

本発明のモリブデン系金属製品の製造方法の一態様の概略を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the outline of the one aspect | mode of the manufacturing method of the molybdenum-type metal product of this invention. 電解加工装置の構成を示す。The structure of an electrolytic processing apparatus is shown. 電解研磨試料の説明図である。It is explanatory drawing of an electropolishing sample. 実施例1の電解処理後の試料の状態を示すデジタルカメラ写真である。It is a digital camera photograph which shows the state of the sample after the electrolytic treatment of Example 1. FIG. 比較例1および実施例1の電解処理中の電解液の状態を撮影したデジタルカメラ写真である。2 is a digital camera photograph in which the state of an electrolytic solution during electrolytic treatment of Comparative Example 1 and Example 1 is photographed. 比較例2〜4の電解処理中の電解液の状態を撮影したデジタルカメラ写真である。It is the digital camera photograph which image | photographed the state of the electrolyte solution during the electrolytic treatment of Comparative Examples 2-4. 実施例11で得られた結果を示す。The result obtained in Example 11 is shown. 電解エッチング試料の説明図である。It is explanatory drawing of an electrolytic etching sample. 実施例12における加工表面の走査型電子顕微鏡写真(倍率100倍)である。It is a scanning electron micrograph of the processing surface in Example 12 (magnification 100 times). 実施例12における加工表面の走査型電子顕微鏡写真(倍率400倍)である。It is a scanning electron micrograph (400-times multiplication factor) of the processing surface in Example 12.

[モリブデン系金属材料用電解加工液]
本発明の電解加工液は、モリブデン系金属材料の電解加工に使用されるものであって、グリコール系化合物を含む水系溶媒に、アルカリ金属塩化物およびアルカリ土類金属塩化物からなる群から選ばれる電解質ならびにクエン酸が溶解されてなる。本発明の電解加工液は、劇物であるクロム酸および硫酸を使用することなくモリブデン系金属材料の電解加工を可能とするものである。安全性の高いアルカリ金属塩化物およびアルカリ土類金属塩化物からなる群から選ばれる電解質と、安全性の高い有機酸であるクエン酸を、非引火性であるグリコール化合物を含む水系溶媒に溶解してなるものであるため、きわめて高い安全性を有するとともに、強い刺激臭もなく取り扱いが容易であるという利点を有する。更に、電解加工中の液の白濁を抑制することが可能である。
以下、本発明の電解加工液について、更に詳細に説明する。
[Molybdenum-based metal electrolytic processing fluid]
The electrolytic processing liquid of the present invention is used for electrolytic processing of a molybdenum-based metal material, and is selected from the group consisting of an alkali metal chloride and an alkaline earth metal chloride as an aqueous solvent containing a glycol compound. The electrolyte and citric acid are dissolved. The electrolytic processing liquid of the present invention enables electrolytic processing of a molybdenum metal material without using deleterious chromic acid and sulfuric acid. An electrolyte selected from the group consisting of highly safe alkali metal chlorides and alkaline earth metal chlorides and citric acid, which is a highly safe organic acid, are dissolved in an aqueous solvent containing a non-flammable glycol compound. Therefore, it has the advantage that it has extremely high safety and is easy to handle without a strong pungent odor. Furthermore, it is possible to suppress the cloudiness of the liquid during electrolytic processing.
Hereinafter, the electrolytic processing liquid of the present invention will be described in more detail.

本発明の電解加工液は、電解により金属材料表面を溶解させる各種電解加工に使用することができる。電解加工の具体例としては、電解研磨加工および電解エッチング加工を挙げることができ、それらの詳細は後述する。   The electrolytic processing liquid of the present invention can be used for various electrolytic processing for dissolving the surface of a metal material by electrolysis. Specific examples of the electrolytic processing include electrolytic polishing processing and electrolytic etching processing, and details thereof will be described later.

本発明において電解加工対象となる金属材料は、モリブデン系金属材料であり、純モリブデン、またはチタンジルコニアモリブデン合金、モリブデンハフニウムカーバイド、モリブデンランタン合金、モリブデンイットリウム合金、その他金属成分としてモリブデンを含む各種モリブデン合金を挙げることができる。このようなモリブデン系金属材料の電解加工液としては、前述のように従来は劇物であるクロム酸や硫酸を含むものが使用されていた。これに対し本発明によれば、以下に記載の安全性に優れ、かつ電解加工時の液の白濁の抑制が可能なモリブデン系金属材料用電解加工液を提供することができる。本発明の電解加工液はモリブデン含有量の高い金属材料への適用に適するものであり、90質量%以上、更には95重量%以上のモリブデンを含む高純度モリブデン系金属材料への適用に好適なものである。   The metal material to be electrolytically processed in the present invention is a molybdenum-based metal material, pure molybdenum or titanium zirconia molybdenum alloy, molybdenum hafnium carbide, molybdenum lanthanum alloy, molybdenum yttrium alloy, and other various molybdenum alloys containing molybdenum as a metal component. Can be mentioned. As described above, as the electrolytic processing fluid of such a molybdenum-based metal material, a material containing chromic acid or sulfuric acid, which is a deleterious substance, has been conventionally used. On the other hand, according to the present invention, it is possible to provide an electrolytic machining liquid for molybdenum-based metal material that is excellent in safety as described below and can suppress white turbidity of the liquid during electrolytic machining. The electrolytic processing liquid of the present invention is suitable for application to a metal material having a high molybdenum content, and is suitable for application to a high-purity molybdenum-based metal material containing molybdenum of 90% by mass or more, and further 95% by weight or more. Is.

本発明の電解加工液の溶媒は、グリコール系化合物を含む水系溶媒である。水系溶媒とは水を含有する溶媒を意味し、安全性の点からは水とグリコール系溶媒からなる混合溶媒が好ましい。上記水系溶媒中の水の含有量は、鏡面仕上がり(高光沢度)の滑らかな加工面を得る観点からは、50体積%以下であることが好ましい。また、加工速度の観点からは、上記水系溶媒中の水の含有量は10体積%以上であることが好ましく、20体積%以上であることがより好ましい。加工品質および加工速度の観点からは、水とグリコール系溶媒からなる混合溶媒において、水とグリコール系溶媒との混合比は、グリコール系溶媒:水(体積比)=2:1〜1:1の範囲であることが好ましい。   The solvent of the electrolytic processing liquid of the present invention is an aqueous solvent containing a glycol compound. The aqueous solvent means a solvent containing water, and a mixed solvent composed of water and a glycol solvent is preferable from the viewpoint of safety. The water content in the aqueous solvent is preferably 50% by volume or less from the viewpoint of obtaining a smooth processed surface with a mirror finish (high glossiness). From the viewpoint of processing speed, the water content in the aqueous solvent is preferably 10% by volume or more, and more preferably 20% by volume or more. From the viewpoint of processing quality and processing speed, in the mixed solvent composed of water and glycol solvent, the mixing ratio of water and glycol solvent is glycol solvent: water (volume ratio) = 2: 1 to 1: 1. A range is preferable.

上記水系溶媒に含まれるグリコール系化合物(グリコール系溶媒)としては、下記一般式(I)で表されるグリコール系化合物を挙げることができる。加工精度の観点から好ましい具体例としては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、またはプロピレングリコールを挙げることができ、最も好ましくはエチレングリコールである。なお、本発明ではグリコール系化合物を一種単独で使用してもよく、二種以上を併用することも可能である。   Examples of the glycol compound (glycol solvent) contained in the aqueous solvent include glycol compounds represented by the following general formula (I). Preferable specific examples from the viewpoint of processing accuracy include ethylene glycol, diethylene glycol, or propylene glycol, and most preferably ethylene glycol. In the present invention, glycol compounds may be used alone or in combination of two or more.

(式中、Rは水素原子またはメチル基であり、好ましくは水素原子である。nは1〜3の範囲の整数であり、好ましくは1〜2の範囲の整数である。) (In the formula, R is a hydrogen atom or a methyl group, preferably a hydrogen atom. N is an integer in the range of 1 to 3, preferably an integer in the range of 1 to 2.)

本発明の電解加工液は、安全性の高い塩であるアルカリ金属塩化物およびアルカリ土類金属塩化物からなる群から選ばれる電解質を含む。具体的には、アルカリ金属塩化物としては、塩化ナトリウム、塩化リチウムおよび塩化カリウムを挙げることができ、アルカリ土類金属塩化物は、塩化カルシウムおよび塩化ストロンチウムを挙げることができる。なお、本発明では、二種以上のアルカリ金属塩化物、アルカリ土類金属塩化物を併用することも可能である。本発明の電解加工液中の上記電解質の濃度は、前記水系溶媒に対する使用する電解質の溶解度を考慮して設定することが好ましい。加工品質の観点からは、上記電解質の濃度は、溶媒1リットルに対して50g以上とすることが好ましく、65g以上とすることがより好ましく、100g以上とすることが更に好ましく、130g以上とすることがよりいっそう好ましい。mol/l表示の濃度としては、0.85mol/l以上とすることが好ましく、1.5mol/l以上とすることがより好ましい。後述の実施例で示すように、鏡面仕上がり(高光沢度)の滑らかな加工面を得るためには電解質濃度を高くするほど好ましいが、飽和濃度を超えて電解質を添加すると電解加工液中に塩化物が析出し加工精度が低下する場合があるため、電解質の濃度は飽和濃度以下とすることが好ましい。   The electrolytic processing liquid of the present invention contains an electrolyte selected from the group consisting of alkali metal chlorides and alkaline earth metal chlorides, which are highly safe salts. Specifically, examples of the alkali metal chloride include sodium chloride, lithium chloride, and potassium chloride, and examples of the alkaline earth metal chloride include calcium chloride and strontium chloride. In the present invention, two or more alkali metal chlorides and alkaline earth metal chlorides can be used in combination. The concentration of the electrolyte in the electrolytic processing solution of the present invention is preferably set in consideration of the solubility of the electrolyte used in the aqueous solvent. From the viewpoint of processing quality, the concentration of the electrolyte is preferably 50 g or more, more preferably 65 g or more, more preferably 100 g or more, and more preferably 130 g or more with respect to 1 liter of solvent. Is even more preferred. The concentration in terms of mol / l is preferably 0.85 mol / l or more, and more preferably 1.5 mol / l or more. As shown in the examples described later, in order to obtain a smooth processed surface with a mirror finish (high glossiness), it is preferable to increase the electrolyte concentration. However, if the electrolyte is added exceeding the saturation concentration, the electrolytic processing solution is chlorinated. Since an object may precipitate and processing precision may fall, it is preferable that the density | concentration of an electrolyte shall be a saturation density or less.

本発明の電解加工液は、前記水系溶媒中に電解質とともにクエン酸が溶解されてなるものであり、クエン酸を含むことにより電解加工中の液の白濁を抑制することができる。上記白濁を効果的に抑制する観点からは、本発明の電解加工液中のクエン酸の含有量は、0.08mol/l以上であることが好ましく、0.15mol/l以上であることがより好ましい。また、加工速度の観点からは、本発明の電解加工液中のクエン酸の含有量は2.4mol/l以下であることが好ましく、0.60mol/l以下であることがより好ましく、0.40mol/l以下であることが更に好ましい。なお、上記クエン酸の含有量は無水クエン酸基準で示したが、本発明ではクエン酸水和物を使用して電解加工液を調整することも、もちろん可能である。   The electrolytic processing liquid of the present invention is obtained by dissolving citric acid together with the electrolyte in the aqueous solvent. By containing citric acid, the clouding of the liquid during electrolytic processing can be suppressed. From the viewpoint of effectively suppressing the white turbidity, the content of citric acid in the electrolytic processing liquid of the present invention is preferably 0.08 mol / l or more, more preferably 0.15 mol / l or more. preferable. Further, from the viewpoint of processing speed, the content of citric acid in the electrolytic processing liquid of the present invention is preferably 2.4 mol / l or less, more preferably 0.60 mol / l or less, and More preferably, it is 40 mol / l or less. In addition, although content of the said citric acid was shown on the anhydrous citric acid reference | standard, of course, it is also possible to adjust an electrolytic processing liquid using a citric acid hydrate in this invention.

本発明の電解加工液は、前記水系溶媒に、アルカリ金属塩化物およびアルカリ土類金属塩化物からなる群から選ばれる電解質とクエン酸を溶解することにより調製されるものであり、上記の成分に加えて公知の添加剤を含むこともできるが、基本的に上記した成分から構成されるものである。クエン酸を含むため、通常液性は酸性であり、pHとしては1〜3程度が好適である。本発明の電解加工液を電解研磨液として使用することにより高い光沢度を有するモリブデン系金属製品を提供することができ、電解エッチング液として使用することにより所望形状にエッチング加工されたモリブデン系金属製品を提供することができる。本発明の電解加工液を使用する電解加工の詳細については後述する。   The electrolytic processing solution of the present invention is prepared by dissolving an electrolyte selected from the group consisting of alkali metal chlorides and alkaline earth metal chlorides and citric acid in the aqueous solvent, In addition, a known additive can be included, but it is basically composed of the components described above. Since citric acid is included, the liquidity is usually acidic, and the pH is preferably about 1 to 3. A molybdenum-based metal product having high glossiness can be provided by using the electrolytic processing liquid of the present invention as an electrolytic polishing liquid, and a molybdenum-based metal product etched into a desired shape by using the electrolytic processing liquid as an electrolytic etching liquid. Can be provided. Details of the electrolytic processing using the electrolytic processing liquid of the present invention will be described later.

[モリブデン系金属製品の製造方法]
本発明のモリブデン系金属製品の製造方法の第一の態様(以下、「方法1」という)は、電解研磨処理を行うことにより表面に研磨面を有するモリブデン系金属材料を得るものである。
本発明のモリブデン系金属製品の製造方法の第二の態様(以下、「方法2」という(は、電解エッチング処理により凹部および/または貫通孔を有するモリブデン系金属製品を得るものである。
以下、方法1、方法2の詳細を、順次説明する。
[Method of manufacturing molybdenum metal products]
The first aspect of the method for producing a molybdenum-based metal product of the present invention (hereinafter referred to as “Method 1”) is to obtain a molybdenum-based metal material having a polished surface on the surface by performing electrolytic polishing treatment.
The second aspect of the method for producing a molybdenum-based metal product of the present invention (hereinafter referred to as “Method 2”) is to obtain a molybdenum-based metal product having recesses and / or through holes by electrolytic etching treatment.
Hereinafter, details of the method 1 and the method 2 will be sequentially described.

方法1
方法1は、表面に研磨面を有するモリブデン系金属製品の製造方法であって、モリブデン系金属材料を陽極とし、本発明の電解加工液を電解研磨液として電解研磨処理を行うものである。研磨処理される表面は、上記金属材料の表面の一部でもよく全部でもよい、部分的に研磨処理するためには、研磨処理対象の部分以外をテープ等でマスキングしたうえで電解研磨処理を行えばよい。
Method 1
Method 1 is a method for producing a molybdenum-based metal product having a polished surface on the surface, and performs an electrolytic polishing process using a molybdenum-based metal material as an anode and the electrolytic processing liquid of the present invention as an electrolytic polishing liquid. The surface to be polished may be a part or all of the surface of the metal material. In order to perform a partial polishing process, an electrolytic polishing process is performed after masking a part other than the polishing target part with a tape or the like. Just do it.

方法1では、研磨処理する金属材料を陽極とし、該陽極と陰極との間に、本発明の電解加工液を配置して電解研磨処理を行うことができる。具体的には、陽極と陰極を本発明の電解加工液中に浸漬して電解研磨処理を行うことができる。   In Method 1, the metal material to be polished can be used as an anode, and the electrolytic processing solution of the present invention can be disposed between the anode and the cathode to perform the electrolytic polishing process. Specifically, the electrolytic polishing treatment can be performed by immersing the anode and the cathode in the electrolytic processing solution of the present invention.

陰極の材料は、特に限定されるものではなく、例えば、チタン、白金、ステンレス、銅などを挙げることができる。また陰極の形状についても特に制限はなく、研磨する金属材料の形状に応じて、電流が均一に流れるような形状にすることが好ましく、例えば、平板状とすることができる。前述のように、本発明では前記クエン酸を含む電解加工液を使用するため、電解研磨処理中に陰極で発生した気泡が液中に浮遊し液が白濁することを防ぐことができる。   The material of the cathode is not particularly limited, and examples thereof include titanium, platinum, stainless steel, and copper. Further, the shape of the cathode is not particularly limited, and is preferably a shape in which current flows uniformly according to the shape of the metal material to be polished, for example, a flat plate shape. As described above, since the electrolytic processing liquid containing citric acid is used in the present invention, bubbles generated at the cathode during the electrolytic polishing process can be prevented from floating in the liquid and the liquid becoming cloudy.

電解研磨処理は、公知の方法で行うことができ、電解条件は所望の研磨量および研磨面の状態(例えば光沢度)を考慮して決定することが好ましい。例えば極間電圧は5〜40V、電流密度は100〜800mA/cm2、電解処理時間は1〜60分間程度とすることができる。ここで、「極間電圧」とは、陽極(被加工物)と陰極(電極)の間の電圧をいう。印加する電流は直流であっても交流であってもよい。また、電解研磨処理を行う際の電解加工液の温度は、例えば常温(室温)程度とすることができ、5〜40℃の範囲とすることが好ましい。電解研磨処理は一定条件で行ってもよく、連続的または段階的に極間電圧などの電解条件を変化させながら行うこともできる。また、電解を休止することなく全工程を連続して行ってもよく、一旦休止する期間を設けることも可能である。研磨処理中に研磨面に異物が付着する場合には、電解を一旦休止して液を攪拌したり被研磨物を振動させることにより、研磨面から異物を除去することが、研磨効率を高める上で有効である。 The electrolytic polishing treatment can be performed by a known method, and the electrolytic conditions are preferably determined in consideration of a desired polishing amount and the state of the polished surface (for example, glossiness). For example, the electrode voltage can be 5 to 40 V, the current density can be 100 to 800 mA / cm 2 , and the electrolytic treatment time can be about 1 to 60 minutes. Here, the “interelectrode voltage” refers to the voltage between the anode (workpiece) and the cathode (electrode). The applied current may be direct current or alternating current. Moreover, the temperature of the electrolytic processing liquid at the time of performing an electropolishing process can be about normal temperature (room temperature), for example, and it is preferable to set it as the range of 5-40 degreeC. The electropolishing treatment may be performed under constant conditions, or may be performed while changing electrolysis conditions such as the interelectrode voltage continuously or stepwise. In addition, all steps may be performed continuously without suspending electrolysis, and it is also possible to provide a period of cessation. If foreign matter adheres to the polished surface during the polishing process, removing the foreign matter from the polished surface by temporarily stopping the electrolysis and stirring the liquid or vibrating the workpiece improves polishing efficiency. It is effective in.

以上説明した方法1により、処理前と比べて光沢度が向上した研磨面を有するモリブデン系金属製品を得ることができる。方法1および後述する方法2におけるモリブデン系金属材料については、本発明の電解加工液について前述した通りである。   By the method 1 demonstrated above, the molybdenum-type metal product which has the grinding | polishing surface in which the glossiness improved compared with before a process can be obtained. The molybdenum-based metal material in method 1 and method 2 described later is as described above for the electrolytic processing liquid of the present invention.

方法2
方法2は、モリブデン系金属材料の表面にレジストを塗布する工程(以下、「第一工程」という)と、前記レジストにフォトマスクを介して露光し、パターン部を形成する工程(以下、「第二工程」という)と、前記パターン部またはパターン部以外のレジストを除去することにより、モリブデン系金属材料表面の一部を露出させる工程(以下、「第三工程」という)と、前記露出した表面を腐食させることにより、凹部および/または貫通孔を形成する工程(以下、「第四工程」という)と、前記モリブデン系金属材料表面上のレジストを除去する工程(以下、「第五工程」という)と、を含む、凹部および/または貫通孔を有するモリブデン系金属製品の製造方法であって、前記露出した表面の腐食を、前記モリブデン系金属材料を陽極とし、本発明の電解加工液を電解エッチング液として電解エッチング処理することにより行うものである。
以下、方法2の詳細を、図1に基づき説明する。
Method 2
Method 2 includes a step of applying a resist to the surface of a molybdenum-based metal material (hereinafter referred to as “first step”), and a step of exposing the resist through a photomask to form a pattern portion (hereinafter referred to as “first step”). Two steps), a step of exposing a part of the surface of the molybdenum-based metal material by removing the pattern portion or the resist other than the pattern portion (hereinafter referred to as “third step”), and the exposed surface. The step of forming recesses and / or through holes by corroding (hereinafter referred to as “fourth step”) and the step of removing the resist on the surface of the molybdenum-based metal material (hereinafter referred to as “fifth step”) And a molybdenum-based metal product having a recess and / or a through-hole, the corrosion of the exposed surface, and the molybdenum-based metal material as an anode And, it is performed by electrolytic etching the electrolytic processing solution as an electrolytic etching solution of the present invention.
Hereinafter, details of the method 2 will be described with reference to FIG.

図1は、方法2の概略を示す説明図である。
まず、モリブデン系金属材料の表面にレジストを塗布する(第一工程:図1(a))。次いで、前記レジスト上にフォトマスクを介して露光することにより、該レジスト上にフォトマスクのパターンを転写する(第二工程:図1(b))。その後、前記パターンが転写されたレジストの一部を除去することにより、モリブデン系金属材料表面の一部を露出させる(第三工程:図1(c))。
第一工程、第二工程、第三工程は、電解エッチング加工において広く用いられている公知のフォトリソグラフィー技術を用いて行うことができる。
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an outline of the method 2.
First, a resist is applied to the surface of the molybdenum-based metal material (first step: FIG. 1A). Next, by exposing the resist through a photomask, the pattern of the photomask is transferred onto the resist (second step: FIG. 1B). Thereafter, a portion of the surface of the molybdenum-based metal material is exposed by removing a portion of the resist to which the pattern has been transferred (third step: FIG. 1C).
The first step, the second step, and the third step can be performed using a known photolithography technique that is widely used in electrolytic etching.

本発明では、レジストとしては、公知のレジストを用いることができる。レジストは、金属材料の片面のみに塗布してもよいが、貫通孔を形成する場合は金属材料の両面にレジストを塗布し、上下面に同一のパターンを形成することが好ましい。電解エッチング加工では、エッチングが内部に進むに従い径が小さくなる傾向がある。そのため、均一な径の貫通孔を形成するためには、上下面に同一のパターンを形成し、金属材料の両面からエッチングを行うことが好ましい。なお、レジストを一方の面のみに塗布する場合は、電解処理において他の面がエッチングされることがないように、非導電性マスキング等の公知の非導電性処理を行えばよい。   In the present invention, a known resist can be used as the resist. The resist may be applied to only one surface of the metal material, but when forming the through hole, it is preferable to apply the resist to both surfaces of the metal material and form the same pattern on the upper and lower surfaces. In the electrolytic etching process, the diameter tends to decrease as the etching progresses inside. Therefore, in order to form a through hole having a uniform diameter, it is preferable to form the same pattern on the upper and lower surfaces and perform etching from both surfaces of the metal material. In addition, when applying a resist only to one side, what is necessary is just to perform well-known nonelectroconductive processes, such as nonconductive masking, so that the other surface may not be etched in an electrolytic process.

第二工程では、光源としては、紫外線等の使用するレジストに応じた光源を用いることができる。第二工程により、レジスト上にフォトマスクのパターンが転写され、パターン部が形成される。なお、フォトマスクにより露光が遮られた未露光部分が、パターン部となる。   In the second step, as the light source, a light source corresponding to the resist used, such as ultraviolet rays, can be used. In the second step, the pattern of the photomask is transferred onto the resist to form a pattern portion. Note that an unexposed portion where exposure is blocked by the photomask becomes a pattern portion.

その後、パターン部(未露光部分)またはパターン部以外(露光部)のレジストを除去し、金属材料表面の一部を露出させる。レジストの除去は、公知の現像方法により行うことができる。現像液は、使用するレジストに応じて適宜選択すればよい。レジストとしてポジ型レジストを使用した場合は、露光した部分のレジストが現像により除去され、ネガ型レジストを使用した場合は、未露光部分のレジストが現像により除去される。
以上の工程により、凹部および/または貫通孔を形成したい位置において金属材料表面を露出させることができる。
Thereafter, the resist in the pattern portion (unexposed portion) or other than the pattern portion (exposed portion) is removed to expose a part of the surface of the metal material. The resist can be removed by a known development method. The developer may be appropriately selected according to the resist to be used. When a positive resist is used as the resist, the exposed portion of the resist is removed by development, and when a negative resist is used, the unexposed portion of the resist is removed by development.
Through the above steps, the surface of the metal material can be exposed at a position where the recess and / or the through hole is desired to be formed.

次に、第四工程について説明する。
第四工程は、露出した表面を腐食させることにより、凹部および/または貫通孔を形成する工程である(図1(d))。この工程において、前記露出した表面の腐食を、前記モリブデン系金属材料を陽極とし、本発明の電解加工液を電解エッチング液として電解エッチング処理することにより行う。具体的には、第三工程において表面の一部を露出させた金属材料を陽極とし、該陽極と陰極との間に、本発明の電解加工液を配置して電解エッチング処理を行うことができる。より具体的には、陽極と陰極を電解加工液中に浸漬して電解エッチング処理を行うことができる。本工程において、露出した表面を腐食し、深さ方向に金属を除去することにより、凹部、更には貫通孔を形成することができる。陰極の材料および形状については、先に方法1について記載した通りである。
Next, the fourth step will be described.
The fourth step is a step of forming a recess and / or a through hole by corroding the exposed surface (FIG. 1 (d)). In this step, the exposed surface is corroded by electrolytic etching using the molybdenum-based metal material as an anode and the electrolytic processing solution of the present invention as an electrolytic etching solution. Specifically, the metal material with a part of the surface exposed in the third step can be used as an anode, and the electrolytic processing solution of the present invention can be placed between the anode and the cathode to perform electrolytic etching treatment. . More specifically, the electrolytic etching process can be performed by immersing the anode and the cathode in an electrolytic processing solution. In this step, the exposed surface is corroded and the metal is removed in the depth direction, whereby a recess and further a through hole can be formed. The cathode material and shape are as described for Method 1 above.

電解エッチング加工では、加工面にくぼみができ、それが徐々に深くなっていくことによりエッチングが進行し、凹部、更には貫通孔が形成される。方法2における電解エッチング処理は、公知の方法で行うことができ、電解条件は、加工対象の金属材料および所望の凹部、貫通孔の形状(直径、深さ等)に応じて適宜設定することができる。例えば、極間電圧は3〜40V、電流密度は25〜800mA/cm2とすることができる。電解処理時間は、金属材料の厚さおよび所望の凹部、貫通孔の形状等に応じて設定すればよく、例えば1〜60分間とすることができる。その他の電解処理の詳細については、方法1について先に記載した通りである。 In the electrolytic etching process, a recess is formed in the processed surface, and the etching progresses by gradually deepening the processed surface, thereby forming a recess and a through hole. The electrolytic etching treatment in Method 2 can be performed by a known method, and the electrolysis conditions can be appropriately set according to the metal material to be processed and the shape (diameter, depth, etc.) of the desired recess and through hole. it can. For example, the electrode voltage can be 3 to 40 V, and the current density can be 25 to 800 mA / cm 2 . What is necessary is just to set the electrolytic treatment time according to the thickness of a metal material, the shape of a desired recessed part, a through-hole, etc., for example, can be 1 to 60 minutes. Other details of the electrolytic treatment are as described above for Method 1.

次いで、第四工程における凹部および/または貫通孔形成終了後、金属材料表面に残存しているレジストを除去する(第五工程:図1(e))。レジスト除去は、使用するレジストに応じたレジスト剥離液やアセトン等の溶媒を用いて公知の方法で行うことができる。
以上の工程により、凹部および/または貫通孔を有するモリブデン系金属製品を得ることができる。
Next, after the formation of the recesses and / or the through holes in the fourth step, the resist remaining on the surface of the metal material is removed (fifth step: FIG. 1E). The resist removal can be performed by a known method using a resist stripping solution or a solvent such as acetone corresponding to the resist to be used.
Through the above steps, a molybdenum metal product having a recess and / or a through hole can be obtained.

本発明は、モリブデン系金属材料が適用される様々な金属製品、例えば半導体デバイス等の電子機器、光学機器、化学機器に適用可能である。また、方法2により貫通孔が形成された金属製品は、例えば、フィルター、アパーチャー等であることができる。
本発明によれば、上記モリブデン系金属製品を安全性の高い電解加工液を用いて製造することができ、また上記電解加工液によれば電解加工中の液の白濁を防止することができる。
The present invention is applicable to various metal products to which molybdenum metal materials are applied, for example, electronic devices such as semiconductor devices, optical devices, and chemical devices. Moreover, the metal product in which the through-hole was formed by the method 2 can be a filter, an aperture, etc., for example.
According to the present invention, the molybdenum-based metal product can be manufactured using a highly safe electrolytic processing liquid, and the electrolytic processing liquid can prevent liquid turbidity during electrolytic processing.

以下、実施例に基づき本発明を更に説明する。ただし本発明は実施例に示す態様に限定されるものではない。   The present invention will be further described below based on examples. However, the present invention is not limited to the embodiment shown in the examples.

1.電解研磨処理の実施例・比較例 1. Examples of electropolishing and comparative examples

1−1 クエン酸添加効果の確認
[実施例1〜3、比較例1]
(1)電解加工装置
電解加工装置の構成を、図2に示す。
電源は直流電源(最大電流5A)を用いた。電解槽にはガラス製角形容器(100mm×100mm×100mm)を用い、電解加工試料(陽極)は槽の中央に配置した。電極(陰極)はステンレス板(SUS304,板厚0.2mm)を角形容器の壁面(被加工面と対向する面)に沿わせて配置した。なお、後述の電解エッチング処理の実施例において使用した電解加工装置も同様の構成であるが、両面から電解エッチング加工するため、電極を対向する2面に配置する点が異なる。
1-1 Confirmation of citric acid addition effect [Examples 1 to 3, Comparative Example 1]
(1) Electrolytic processing apparatus The structure of an electrolytic processing apparatus is shown in FIG.
A DC power source (maximum current 5 A) was used as the power source. A glass square container (100 mm × 100 mm × 100 mm) was used for the electrolytic cell, and the electrolytically processed sample (anode) was arranged at the center of the cell. As the electrode (cathode), a stainless steel plate (SUS304, plate thickness 0.2 mm) was disposed along the wall surface of the rectangular container (the surface facing the surface to be processed). The electrolytic processing apparatus used in the examples of the electrolytic etching process described later has the same configuration, but differs in that the electrodes are arranged on two opposing surfaces in order to perform electrolytic etching from both sides.

(2)電解研磨試料
純モリブデン板(ニラコ社製、0.50mm厚×100mm×500mm,純度99.95%(質量%))からシャーリング加工機で帯状(幅 15mm)に加工したものをエタノール中で超音波洗浄後、図3に示すようにフッ素樹脂テープ(日東電工社製ニトフロン粘着テープ)でマスキングすることにより研磨面積(50mm×15mm)を調整し、研磨試料とした。
(2) Electropolishing sample A pure molybdenum plate (0.50 mm thickness x 100 mm x 500 mm, purity 99.95% (mass%)) processed from a pure molybdenum plate into a strip shape (width 15 mm) in ethanol using a shearing machine After ultrasonic cleaning, the polishing area (50 mm × 15 mm) was adjusted by masking with a fluororesin tape (Nitoflon adhesive tape manufactured by Nitto Denko Corporation) as shown in FIG.

(3)電解加工液の調製
エチレングリコール300mlと水300mlとの混合溶媒600mlに塩化ナトリウム60gを溶解した水溶液に、表1に示す量のクエン酸一水和物を溶解することにより電解加工液を調製した。
(3) Preparation of electrolytic processing liquid The electrolytic processing liquid was prepared by dissolving citric acid monohydrate in the amount shown in Table 1 in an aqueous solution prepared by dissolving 60 g of sodium chloride in 600 ml of a mixed solvent of 300 ml of ethylene glycol and 300 ml of water. Prepared.

(4)電解研磨処理
上記(3)で調製した電解研磨液を用いて、図2に示す電解加工装置を用いて、液温20℃、極間電圧20Vで定電圧電解を3分間行った。電解処理中の液の白濁の有無を表1に示す。
(4) Electropolishing treatment Using the electrolytic polishing liquid prepared in the above (3), constant voltage electrolysis was performed for 3 minutes at a liquid temperature of 20 ° C. and an interelectrode voltage of 20 V using the electrolytic processing apparatus shown in FIG. Table 1 shows the presence or absence of cloudiness of the liquid during the electrolytic treatment.

(5)板厚減量の測定
研磨部分5箇所において、マイクロメータで研磨処理前後の板厚を測定し平均値を算出た。(研磨処理前の板厚の平均値)−(研磨処理後の板厚の平均値)を板厚減量とした。
(5) Measurement of reduction in sheet thickness At five polishing portions, the plate thickness before and after the polishing treatment was measured with a micrometer, and the average value was calculated. (Average value of plate thickness before polishing treatment) − (Average value of plate thickness after polishing treatment) was defined as the thickness reduction.

(6)光沢度
光沢計VGS−300A(日本電色(株))において、鏡面光沢度測定方法(JIS Z8741)に基づき測定角度60°で研磨面の中央部分を4回測定し、平均値を算出した。上記方法で研磨処理前の鏡面光沢度を測定したところ、158であった。
(6) Glossiness In gloss meter VGS-300A (Nippon Denshoku Co., Ltd.), based on the specular gloss measurement method (JIS Z8741), measure the central part of the polished surface four times at a measurement angle of 60 °, and calculate the average value. Calculated. When the specular gloss before polishing treatment was measured by the above method, it was 158.

表1に示すように、実施例1〜3および比較例1では、電解処理により板厚が減量したためクロム酸および硫酸を使用することなくモリブデンの電解研磨処理が可能となったことが確認できる。また、研磨処理により鏡面光沢度を高めることができたことから、電解処理により鏡面研磨加工が可能であることも確認できる。代表例として、実施例1の処理後の試料の状態を示すデジタルカメラ写真を図4に示す。
しかしクエン酸を含まない電解加工液を使用した比較例1では、電解処理中に液が顕著に白濁した。対比のため、比較例1および実施例1の電解処理中の電解液の状態を撮影したデジタルカメラ写真を図5に示す。比較例1の電解処理中の装置内を目視で観察したところ、陰極表面から多量の気泡が発生していたことから、白濁の原因は陰極で発生する気泡であることが確認された。電解加工における気泡の発生は気泡が被加工部分に滞留し加工精度を悪化させるおそれがある。
これに対し図5下図に示すように、実施例1では電解処理中に液が白濁することはなかった。実施例2、3でも、電解処理中の電解液は図5下図に示す状態であり白濁は見られなかった。以上の結果から、クエン酸添加により電解処理中の液の白濁を抑制できることが示された。
As shown in Table 1, in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1, it can be confirmed that the electrolytic polishing treatment of molybdenum became possible without using chromic acid and sulfuric acid because the plate thickness was reduced by the electrolytic treatment. In addition, since the mirror glossiness can be increased by the polishing treatment, it can also be confirmed that the mirror polishing can be performed by the electrolytic treatment. As a representative example, a digital camera photograph showing the state of the sample after the processing of Example 1 is shown in FIG.
However, in Comparative Example 1 in which an electrolytic processing solution containing no citric acid was used, the solution became significantly cloudy during the electrolytic treatment. For comparison, FIG. 5 shows a digital camera photograph of the state of the electrolytic solution during the electrolytic treatment of Comparative Example 1 and Example 1. When the inside of the apparatus during the electrolytic treatment of Comparative Example 1 was visually observed, a large amount of bubbles were generated from the cathode surface, and it was confirmed that the cause of white turbidity was bubbles generated at the cathode. The generation of bubbles in the electrolytic processing may cause the bubbles to stay in the portion to be processed and deteriorate the processing accuracy.
On the other hand, as shown in the lower diagram of FIG. 5, in Example 1, the liquid did not become cloudy during the electrolytic treatment. Also in Examples 2 and 3, the electrolytic solution during the electrolytic treatment was in the state shown in the lower diagram of FIG. 5, and no cloudiness was observed. From the above results, it was shown that the white turbidity of the solution during the electrolytic treatment can be suppressed by adding citric acid.

[実施例4、5]
下記表2に示す電解加工液および電解条件により電解処理を行った点以外、上記実施例と同様の処理および評価を行った。実施例1〜3と同様、電解処理中の液の白濁はなく、研磨処理後には板厚減量および鏡面光沢度の向上が確認された。
[Examples 4 and 5]
The same treatment and evaluation as in the above example were performed, except that the electrolytic treatment was performed using the electrolytic processing solution and the electrolytic conditions shown in Table 2 below. As in Examples 1 to 3, there was no cloudiness of the solution during the electrolytic treatment, and it was confirmed that the plate thickness was reduced and the specular gloss was improved after the polishing treatment.

[実施例6]
水(300ml)−エチレングリコール(300ml)−塩化カルシウム(120g)−クエン酸一水和物(40g)の組成を有する電解加工液(pH1.2)を使用し、極間電圧15Vで定電圧電解を10分間実施(液温20℃)したところ、電解処理中の液の白濁は確認されなかった。また、上記方法で測定した鏡面光沢度は532であり、鏡面加工されたことが確認された。
[Example 6]
Electrolytic processing solution (pH 1.2) having a composition of water (300 ml) -ethylene glycol (300 ml) -calcium chloride (120 g) -citric acid monohydrate (40 g) was used, and constant voltage electrolysis was performed at an interelectrode voltage of 15 V. Was carried out for 10 minutes (liquid temperature 20 ° C.), and the cloudiness of the liquid during the electrolytic treatment was not confirmed. Further, the specular gloss measured by the above method was 532, and it was confirmed that the mirror surface was processed.

[比較例2]
クエン酸に代えて酸として塩酸5mlを使用した点(電解処理液のpH0.9)以外、実施例1〜3と同様の処理および評価を行った。電解処理中の液の状態を撮影したデジタルカメラ写真を図6に示す。板厚減量は16μm、鏡面光沢度は510であったことから電解処理により研磨が行われたことは確認されたが、図6に示すように電解処理中に液が白濁した。また、塩酸は劇物であることから、上記組成の電解加工液は毒劇物フリーの電解加工液とはなり得ない。
[Comparative Example 2]
The same treatment and evaluation as in Examples 1 to 3 were performed except that 5 ml of hydrochloric acid was used as the acid instead of citric acid (pH 0.9 of the electrolytic treatment solution). The digital camera photograph which image | photographed the state of the liquid during electrolytic treatment is shown in FIG. Since the plate thickness loss was 16 μm and the specular gloss was 510, it was confirmed that the polishing was performed by electrolytic treatment. However, as shown in FIG. 6, the liquid became cloudy during the electrolytic treatment. Further, since hydrochloric acid is a deleterious substance, the electrolytic processing liquid having the above composition cannot be a poisonous and deleterious substance-free electrolytic processing liquid.

[比較例3]
クエン酸に代えて酢酸30mlを使用した点(電解処理液のpH3.4)以外、実施例1〜3と同様の処理および評価を行った。電解処理中の液の状態を撮影したデジタルカメラ写真を図6に示す。板厚減量は13μm、鏡面光沢度は484であったことから電解処理により研磨が行われたことは確認されたが、図6に示すように電解処理中に液が白濁した。また、酢酸を使用したため電解加工液は刺激臭が強い点でも、実施例で使用した電解加工液と比べて不利であった。
[Comparative Example 3]
The same treatment and evaluation as in Examples 1 to 3 were performed except that 30 ml of acetic acid was used instead of citric acid (pH 3.4 of the electrolytic treatment solution). The digital camera photograph which image | photographed the state of the liquid during electrolytic treatment is shown in FIG. Since the plate thickness loss was 13 μm and the specular gloss was 484, it was confirmed that the polishing was performed by electrolytic treatment. However, as shown in FIG. 6, the liquid became cloudy during the electrolytic treatment. Moreover, since acetic acid was used, the electrolytic processing liquid was disadvantageous compared to the electrolytic processing liquid used in the examples in that the pungent odor was strong.

[比較例4]
クエン酸に代えて乳酸30mlを使用した点(電解処理液のpH3.0)以外、実施例1〜3と同様の処理および評価を行った。電解処理中の液の状態を撮影したデジタルカメラ写真を図6に示す。板厚減量は13μm、鏡面光沢度は490であったことから電解処理により研磨が行われたことは確認されたが、図6に示すように電解処理中に液が白濁した。また、乳酸を使用したため電解加工液は刺激臭が強い点でも、実施例で使用した電解加工液と比べて不利であった。
[Comparative Example 4]
The same treatment and evaluation as in Examples 1 to 3 were performed except that 30 ml of lactic acid was used instead of citric acid (pH 3.0 of the electrolytic treatment solution). The digital camera photograph which image | photographed the state of the liquid during electrolytic treatment is shown in FIG. Since the plate thickness loss was 13 μm and the specular gloss was 490, it was confirmed that polishing was performed by electrolytic treatment. However, as shown in FIG. 6, the solution became cloudy during the electrolytic treatment. In addition, since lactic acid was used, the electrolytic processing solution was disadvantageous compared to the electrolytic processing solution used in the examples in that the pungent odor was strong.

1−2 溶媒混合比の検討
[実施例7〜10]
下記表3に示す組成の電解液を使用し、極間電圧を使用した電源の最大電流5Aを超えない範囲で5V刻み(5V、10V、15V、…、60V)で設定し定電圧電解を3分間行った点以外は前述の実施例と同様の処理および評価を行った。各組成について最大の鏡面光沢度を示した極間電圧と、その際の板厚減量を表3に示す。
1-2 Examination of solvent mixing ratio [Examples 7 to 10]
Using an electrolytic solution having the composition shown in Table 3 below, the constant current electrolysis is set to 3 V increments (5 V, 10 V, 15 V,..., 60 V) within a range not exceeding the maximum current 5 A of the power source using the interelectrode voltage The same treatment and evaluation as in the previous examples were performed except that the test was performed for a minute. Table 3 shows the interelectrode voltage showing the maximum specular gloss for each composition and the thickness reduction at that time.

表3に示すように、いずれの組成においても板厚減量が確認されたことから、表3に示す組成の電解加工液により電解研磨処理が行われたことが確認できる。また、混合溶媒中の水の含有量が50体積%以下の実施例8、9において電解処理前の光沢度(鏡面光沢度158)を超える加工が実現されたことから、電解研磨処理により高光沢度表面を得るためには混合溶媒中の水の含有量を50体積%以下とすることが好ましいことも確認できる。   As shown in Table 3, since the thickness reduction was confirmed in any composition, it can be confirmed that the electrolytic polishing treatment was performed with the electrolytic processing liquid having the composition shown in Table 3. Further, in Examples 8 and 9 in which the water content in the mixed solvent was 50% by volume or less, the processing exceeding the gloss before electrolysis (mirror gloss 158) was realized. In order to obtain the surface, it can be confirmed that the content of water in the mixed solvent is preferably 50% by volume or less.

1−3 電解質濃度の検討
[実施例11]
水(300ml)−エチレングリコール(300ml)−塩化ナトリウム−クエン酸一水和物(40g)の組成において、塩化ナトリウム濃度の光沢度に与える影響を確認するために、塩化ナトリウム量を20g、40g、60g、80gと変えた電解加工液を調製した。各電解加工液を使用し、極間電圧を15Vまたは20Vに設定し定電圧電解を3分間行った点以外は前述の実施例と同様の処理および評価を行った。いずれの電解処理においても板厚が減量したことから、電解研磨処理が行われたことが確認できる。
鏡面光沢度の結果を、図7に示す。図7に示すように、塩化ナトリウム量20gでは研磨前と比べて鏡面光沢度は低下するが塩化ナトリウムを増量するほど処理後の鏡面光沢度が改善することが確認できる。したがって、高い光沢度を有する研磨面を得るためには電解加工液中の電解質濃度が高いことが好ましいと言える。ただし飽和濃度を超える量の電解質を添加すると析出した電解質が研磨面に付着する可能性があるため、電解質濃度は飽和濃度以下とすることが好ましい。
1-3 Examination of electrolyte concentration [Example 11]
In order to confirm the influence of the sodium chloride concentration on the glossiness in the composition of water (300 ml) -ethylene glycol (300 ml) -sodium chloride-citric acid monohydrate (40 g), the amount of sodium chloride was 20 g, 40 g, Electrolytic processing liquids were prepared with 60 g and 80 g. Each electrolytic processing solution was used, and the same treatment and evaluation as in the previous examples were performed except that the interelectrode voltage was set to 15 V or 20 V and constant voltage electrolysis was performed for 3 minutes. In any electrolytic treatment, since the plate thickness was reduced, it can be confirmed that the electrolytic polishing treatment was performed.
The result of the specular gloss is shown in FIG. As shown in FIG. 7, it can be confirmed that when the amount of sodium chloride is 20 g, the specular gloss is lower than that before polishing, but the specular gloss after the treatment is improved as the amount of sodium chloride is increased. Therefore, it can be said that it is preferable that the electrolyte concentration in the electrolytic processing liquid is high in order to obtain a polished surface having high glossiness. However, if an amount of electrolyte exceeding the saturation concentration is added, the deposited electrolyte may adhere to the polished surface. Therefore, the electrolyte concentration is preferably not more than the saturation concentration.

2.電解エッチング処理の実施例 2. Example of electrolytic etching treatment

[実施例12]
実施例1で使用した電解加工液により、以下の方法で電解エッチング処理を行った。なお上記電解加工液のpHは3.2であった。
[Example 12]
Electrolytic etching treatment was performed by the following method using the electrolytic processing liquid used in Example 1. The pH of the electrolytic processing solution was 3.2.

(1)電解エッチング試料
純Mo箔(0.03mm厚)にフォトレジスト(富士ハントエレクトロニクステクノロジー社製SC450,膜厚3μm)を用いて両面にパターニングした。孔パターンの開口径はφ0.15mm孔を加工する目的でアンダーカット(サイドエッチ:レジストパターン下部被加工金属の横方向への溶解進行)を見込んでφ0.132mmとした。そして図8に示すように孔パターンを25mm×15mmの範囲にピッチ0.2mmで形成した。孔総数は約9,000個になる。
(1) Electrolytic etching sample It patterned on both surfaces using the photoresist (SC450 by Fuji Hunt Electronics Technology company, film thickness 3 micrometers) to pure Mo foil (0.03 mm thickness). The opening diameter of the hole pattern was set to φ0.132 mm in anticipation of undercutting (side etching: progress of dissolution of the metal under the resist pattern in the lateral direction) for the purpose of processing holes of φ0.15 mm. And as shown in FIG. 8, the hole pattern was formed in the range of 25 mm x 15 mm by pitch 0.2mm. The total number of holes is about 9,000.

(2)電解加工装置
両面から電解エッチング加工するため、電極を対向する2面に配置した点以外、電解研磨処理の実施例で使用した電解加工装置と同様の構成の電解加工装置を使用した。
(2) Electrolytic processing apparatus In order to perform electrolytic etching from both sides, an electrolytic processing apparatus having the same configuration as the electrolytic processing apparatus used in the examples of the electrolytic polishing treatment was used except that the electrodes were arranged on two opposing surfaces.

(3)電解エッチング処理
実施例1で使用した電解加工液を用いて、上記(2)の電解加工装置を用いて、液温20℃、極間電圧10Vで定電圧電解を4分間行った。
加工表面を走査型電子顕微鏡SE−2150(日立製作所)で観察した結果、図9および図10に示すように、滑らかな加工面を持つ貫通孔が電解エッチング加工できたことが確認された。また、電解エッチング処理中の液の状態を目視で観察したところ、白濁は見られなかった。
(3) Electrolytic etching treatment Using the electrolytic processing liquid used in Example 1, constant voltage electrolysis was performed for 4 minutes at a liquid temperature of 20 ° C. and an interelectrode voltage of 10 V using the electrolytic processing apparatus of (2) above.
As a result of observing the processed surface with a scanning electron microscope SE-2150 (Hitachi, Ltd.), it was confirmed that a through hole having a smooth processed surface could be electrolytically etched as shown in FIGS. Moreover, when the state of the liquid during the electrolytic etching treatment was visually observed, no cloudiness was observed.

以上の結果から、本発明によれば毒劇物フリーの電解加工液により、モリブデン系金属材料の電解加工を行うことが可能となり、しかも電解処理中の液の白濁を抑制できることが示された。   From the above results, it has been shown that according to the present invention, it is possible to perform electrolytic processing of a molybdenum-based metal material with a poisonous and deleterious substance-free electrolytic processing liquid, and to suppress white turbidity of the liquid during electrolytic processing.

本発明は、電子機器、光学機器、化学機器等のモリブデン系金属材料が使用される各種分野に適用可能である。   The present invention is applicable to various fields in which molybdenum metal materials are used, such as electronic equipment, optical equipment, and chemical equipment.

Claims (8)

グリコール系化合物を含む水系溶媒に、アルカリ金属塩化物およびアルカリ土類金属塩化物からなる群から選ばれる電解質ならびにクエン酸が溶解されてなるモリブデン系金属材料用電解加工液。 An electrolytic processing solution for molybdenum-based metal materials, in which an electrolyte selected from the group consisting of alkali metal chlorides and alkaline earth metal chlorides and citric acid are dissolved in an aqueous solvent containing a glycol-based compound. 前記溶媒中の水の含有量が50体積%以下である、請求項1に記載のモリブデン系金属材料用電解加工液。 The electrolytic processing solution for molybdenum-based metal material according to claim 1, wherein the content of water in the solvent is 50% by volume or less. クエン酸の含有量が0.08〜2.4mol/lの範囲である、請求項1または2に記載のモリブデン系金属材料用電解加工液。 The electrolytic processing liquid for molybdenum-based metal material according to claim 1 or 2, wherein the citric acid content is in the range of 0.08 to 2.4 mol / l. 前記グリコール系化合物はエチレングリコールである、請求項1〜3のいずれか1項に記載のモリブデン系金属材料用電解加工液。 The electrolytic processing liquid for molybdenum-based metal material according to any one of claims 1 to 3, wherein the glycol-based compound is ethylene glycol. 電解研磨液として使用される、請求項1〜4のいずれか1項に記載のモリブデン系金属材料用電解加工液。 The electrolytic processing liquid for molybdenum-based metal materials according to any one of claims 1 to 4, which is used as an electrolytic polishing liquid. 電解エッチング液として使用される、請求項1〜4のいずれか1項に記載のモリブデン系金属材料用電解加工液。 The electrolytic processing solution for molybdenum-based metal material according to any one of claims 1 to 4, which is used as an electrolytic etching solution. モリブデン系金属材料を陽極とし、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電解加工液を電解研磨液として電解研磨処理を行うことを特徴とする、表面に研磨面を有するモリブデン系金属製品の製造方法。 Molybdenum-based metal product having a polished surface on the surface, wherein the molybdenum-based metal material is used as an anode, and the electrolytic polishing liquid according to any one of claims 1 to 4 is used as an electrolytic polishing liquid. Manufacturing method. モリブデン系金属材料の表面にレジストを塗布する工程と、
前記レジストにフォトマスクを介して露光し、パターン部を形成する工程と、
前記パターン部またはパターン部以外のレジストを除去することにより、モリブデン系金属材料表面の一部を露出させる工程と、
前記露出した表面を腐食させることにより、凹部および/または貫通孔を形成する工程と、
前記モリブデン系金属材料表面上のレジストを除去する工程と
を含む、凹部および/または貫通孔を有するモリブデン系金属製品の製造方法であって、
前記露出した表面の腐食を、前記モリブデン系金属材料を陽極とし、請求項1〜4のいずれか1項に記載の電解加工液を電解エッチング液として電解エッチング処理することにより行うことを特徴とする、前記製造方法。
Applying a resist to the surface of the molybdenum-based metal material;
Exposing the resist through a photomask to form a pattern portion; and
Removing a part of the molybdenum-based metal material surface by removing the pattern portion or the resist other than the pattern portion; and
Forming a recess and / or a through hole by corroding the exposed surface;
Removing the resist on the surface of the molybdenum-based metal material, and a method for producing a molybdenum-based metal product having a recess and / or a through-hole,
The corrosion of the exposed surface is performed by performing an electrolytic etching treatment using the molybdenum-based metal material as an anode and the electrolytic processing solution according to any one of claims 1 to 4 as an electrolytic etching solution. The manufacturing method.
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