JPH0783196B2 - 電磁波遮蔽用金属格子、電磁波遮蔽透明物品及び電磁波遮蔽用金属格子の製造方法 - Google Patents

電磁波遮蔽用金属格子、電磁波遮蔽透明物品及び電磁波遮蔽用金属格子の製造方法

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JPH0783196B2
JPH0783196B2 JP63102847A JP10284788A JPH0783196B2 JP H0783196 B2 JPH0783196 B2 JP H0783196B2 JP 63102847 A JP63102847 A JP 63102847A JP 10284788 A JP10284788 A JP 10284788A JP H0783196 B2 JPH0783196 B2 JP H0783196B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電磁波パルス（EMP）効果を遮蔽する格子を電
着形成すなわち電鋳を行う技術に関する。
〔従来の技術〕
光学的装置に用いられる模様のような正確な模様の電鋳
は、幾つかの方法によって達成されてきた。例えば、正
確な網目模様は、ガラス基材に線を食刻するか或は線を
引くことにより形成された線からなる基本パターンの上
に電気メッキし、それら食刻又は引いた線中に導電性材
料を付着させ、電気メッキのための導電性基本パターン
を形成することにより製造されてきた。この方法の主な
欠点はガラスを食刻する際の細かさ及び正確さに限界が
あることである。
模様のついた電鋳用マンドレルを製造するために光リト
グラフ法も用いられてきた。例えば、研摩したステンレ
ス鋼板の如き導電性基材にホトレジストの層を被覆す
る。パターンを与えた光マスクをホトレジストの上に置
き、次にそのマスクを通して紫外線に露光し、それによ
って露光したホトレジストと未露光ホトレジストからな
るパターンを生じさせ、次にそれを現像する。希望のパ
ターンが陰画又は陽画であるかに応じて、ホトレジスト
の露光した部分又は未露光部分を除去し、基材上に導電
性パターンを形成する。次に電気メッキ法を施して、後
で基材から剥がすことができる導電性パターンのレプリ
カを形成する。
ベイクウエル（Bakewell）による米国特許第3,703,450
号明細書には、導電性金属パターン、及びその導電性パ
ターン中に介在する間隙中の一酸化珪素付着物の列で被
覆されたガラス板からなる繰り返し使用可能な基本板上
に正確な導電性網目パターンを形成する方法が記載され
ている。導電性パターンのレプリカは電気メッキによっ
て形成されている。
ヤコバス（Jacobus）による米国特許第3,833,482号明細
書には、基板、網目パターンを定めるホトレジスト、及
び基板とホトレジストの頂部を覆うシリカ被覆からな
る、微細網目を形成するためのマトリックスが記載され
ている。マトリックスの全表面上に導電性金属の層をス
パッターで形成し、次にマトリックス上のホトレジスト
の最上表面からその導電性金属を除去する。そのマトリ
ックスは、マトリックス中の凹所に位置する導電性金属
の層上に電着形成するのに適している。
フエルドスタイン（Feldstein）による米国特許第3,87
8,061号明細書には、無機誘電体の層を上にもつ高度に
研摩され、変性ドープされた珪素単結晶基材と、その珪
素表面を露出する誘電体被覆中の模様状溝からなるマト
リックスが記載されている。1983年12月に開かれた「航
空宇宙飛行体用透明材料及び包囲体についての協議会」
（Conference on Aerospace Transparence Materials a
nd Enclosures）でのオルソン（Olson）その他による
「航空機用透明体のための新しい独特な素子」（A New
and Unique Element for Aircraft Transparencies）に
は、光リトグラフ・化学的処理法により製造された無数
の細い線からなる素子が記載されており、その方法は、
基本パターンを作り、そのパターンの光マスクを作り、
基体の上に導電性金属層を適用し、その金属層にホトレ
ジストを被覆し、光マスクを通してホトレジストを露光
し、そのホトレジストを現像し、基体を食刻剤中に入れ
て不必要な材料を除去し、希望のパターンだけを残す諸
工程を含み、そのパターンは加熱素子として使用され
る。電磁波パルス（EMP）及びマイクロ波の減衰用格子
は、何年も前から特別な目的の航空機用透明体に用いら
れてきた。EMPエネルギーの殆んどは10kHz〜100mHzの間
にあり、そのパルスは短い立ち上がり時間（数ナノ秒）
及び大きなピーク電磁場振幅（50kV/m）をもつ電磁場を
特徴とする。化学的加工によって作られたEMP格子は、E
MP減衰用として受け入れられてきた。然し、そのような
粗い線の直交パターンは不均一であり、特に断面が不均
一であった。本発明による電鋳法により製造された微細
な線の格子は、均一な殆んど四角い断面をもつ改良され
た光学的及び遮蔽特性を有する。
第１図に、本発明のEMP遮蔽格子が従来の化学的加工に
よって作られたEMP遮蔽格子（B2で表した）に比べて優
れた遮蔽特性を有することを示すグラフを示した。□で
プロットした線は磁場遮蔽特性を表わし、×でプロット
した線は電場遮蔽特性を表わす。
電磁波遮蔽体中の電気的に小さな孔は、電磁波の分極率
に関して最もよく特徴づけられる。電気的に小さな孔
は、関与する最高周波数の波長よりもかなり小さいもの
として定義することができる。EMPの場合、この周波数
は100mHz位の大きさであり、3mの波長に相当する。従っ
て、約1/2mの孔は合理的に小さいと考えることができる
であろう。典型的な航空機の透明体は、この位の大きさ
なので、その透明体に格子を適用することは、実質的に
可視性を損なうことなく、EMP遮蔽を与えることができ
る。
孔の分極率は、外部から入射する電磁場を、孔の内側の
電磁場に対する同等の双極子モーメントに関係づける量
である。分極率は孔の大きさ及び形だけに依存するの
で、それらは孔の完全な電極場関係式を定めるのに用い
ることができる。分極率は孔の直径の３乗に従って変化
することが見出だされている。用語「標準化された分極
率」とは、薄い膜又は金属格子を孔の上に置いた時の減
衰効果を述べるのに用いられている。標準化分極率
（an）は遮蔽された孔の分極率（ａ）対開いた孔の分極
率（a0）の比として定義される。EMP遮蔽透明体の「遮
蔽効率」は、次の式で示されるように標準化分極率に直
接依存する： 20 log（a/a0）＝20 log an 本発明の電鋳法は一層均一な断面をもつ一層細い線を生
ずるので、一層大きな格子密度、即ち与えられた表面積
中に一層多くの孔を与えることができる。一つの孔をＮ
個の孔に分割することは透過電磁場を1/Nに減少させる
ので、遮蔽効率は、本発明の方法により与えられる一層
細い格子線を用いて格子密度を増大することにより改善
される。従来の格子パターンの直線を、本発明による非
直線状線分で置き換えることにより、曲った基体に一致
することが出来る改良された光学性をもつ可撓性格子が
製造される。更に、本発明の非直交格子パターンは、複
心曲線及び複雑な形に一致できる一層大きな物理的可撓
性及び改良された光学的性質を与える。遮蔽された透明
体を通して見る人を当惑させることがある反射性表面を
もつ銅EMP遮蔽格子には、本発明に従い、まぶしくなく
する表面処理が与えられる。
〔本発明の要約〕
本発明は電磁波パルスを遮蔽することのできる金属格
子、並びにその金属格子を用いた電磁波遮蔽透明物品、
並びに金属格子を製造する方法を提供する。紫外線を透
過する基体に、EMP遮蔽格子のために望ましいパターン
を与え、光マスクを形成する。導電性表面をもつ基体を
電鋳用マンドレルとして用いる。ホトレジストの連続層
を、マンドレルの導電性表面上に付着させる。ホトレジ
ストを光マスクを通して紫外線に露光する。そのパター
ンは、ホトレジストのある部分を露光から遮蔽する働き
をする。次にホトレジストを現象し、未露光部分を除去
して下にある導電性マンドレル表面を光マスクのパター
ンに相当する導電性パターンとして露光させる。マンド
レルを電鋳用溶液中に浸漬し、電流を適用し、マンドレ
ル上の導電性パターン上に金属を電着する。充分な厚さ
の電着が得られた時、残りのホトレジストを除去し、電
着形成されたEMP遮蔽格子をマンドレルから剥がす。
本発明は更に、基体上に用いるための複心曲線或は複雑
な形をした優れた設計をもつ電鋳された格子を与えるも
のであり、それは四角を与える直線線分を非直線的線分
で置き換えることにより従来の四角い格子パターンを変
更することであり、その結果格子は、複心曲線又は複雑
な形をした基体に一致させるため、種々の領域或は方向
へ延伸及び収縮を同時に行なうことができる。可撓性の
即ち順応性のある電鋳された格子は、最後に透明な基体
と組み合わされ、最終的に基体の形状に一致した格子を
もつ曲がった透明体を形成する。
本発明は電磁波パルス（EMP）遮蔽を与える格子を生ず
るための優れた非直交パターンをも与える。本発明の非
直交パターンは、屈折干渉パターン〔“スターバースト
（starburst）”効果〕を減少させることにより光学的
性能を改良しながら、従来の直交格子によって与えられ
るものと同等の遮蔽効果を与える。本発明の格子（A3,A
5で表した）が従来の直交格子（STDで表した）と同等の
遮蔽効果を与える事実を示すグラフを第３図に示した。
□でプロットした線は磁場遮蔽特性に表わし、×でプロ
ットした線は電場遮蔽特性を表わす。A3は本発明の実施
例３に、A5は実施例４に相当する。更に、本発明の非直
交パターンは複心曲線状に曲がるため、複雑な形をした
基体に容易に順応することができる。
本発明は更に、上述の如き適当な形状の格子を電鋳する
ことにより電磁波パルス（EMP）遮蔽を与える格子を製
造するための電鋳法を改良するものである。金属格子は
次に、反射を少なくするため、錫・鉛被覆で電気メッキ
される。最後に酸媒体中で逆の極性の電気化学的処理を
行ない、錫・鉛被覆を暗化及び硬化し、更に反射を低下
させる。
本発明の好ましい態様として、光マスク基本板に電鋳に
より製造しようとするEMP格子の形状を表すパターンが
与えられる。導電性表面を有する基体、好ましくはニッ
ケル又はステンレス鋼の板が電鋳用マンドレルとして用
いられる。ホトレジストを連続層をマンドレルの導電性
表面上に適用する。充分な解像力をもつ従来のホトレジ
ストは、受け入れられるものである。
本発明の好ましい態様として、シート状のホトレジスト
をマンドレルの導電性表面に積層する。ホトレジストを
光マスクを介して紫外線に露光し、ホトレジストの露光
した部分を硬化する。光マスクのパターンは、ホトレジ
ストのある部分を露光しないように遮蔽し、それらの部
分を未硬化のままにする。ホトレジストの露光に続き、
もし必要なら後硬化工程に続き、ホトレジストを現像す
る。
ホトレジストは、ホトレジストの未露光未硬化部分を溶
解し、除去する化学的溶液と接触させ、それによって光
マスクパターンの陽画像になる下層導電性膜のパターン
を与えるのが好ましい。導電性パターンを取り巻くホト
レジストの残留露光硬化部分は壁を形成し、その中に電
鋳される格子が後で電着される。本発明の別の態様とし
て、光マスクパターンの陰画像になる導電性膜パターン
を形成するためにポジ型ホトレジストを用いてもよい。
得られる物品は、マンドレルの導電性表面上のパターン
のレプリカである金属EMP遮蔽格子を電鋳のためのマン
ドレルとして用いられる。本発明に従い、マンドレル表
面上の露光した金属パターンを、電鋳された格子を後で
マンドレルから剥離し易くするわずかに酸化した表面を
生ずるように処理する。
マンドレルの後側を、パターン以外の所に金属が付着し
ないように非導電性材料で被覆する。次にそのマンドレ
ルを金属含有電着溶液に浸漬する。好ましい電着溶液
は、ニッケル又は銅の塩、好ましくはスルファミン酸ニ
ッケル又は硫酸銅を含む。導電性マンドレル表面を陰極
とし、電着すべき金属の電極を陽極として用い、電気回
路を構成する。好ましい陽極はニッケル又は銅からな
る。電圧を印加し、非導電性ホトレジストによって定め
られたパターンに露光した導電性マンドレル表面に金属
を電着させる。電着は、電鋳されたEMP遮蔽格子にとっ
て望ましい厚さが得られるまで続ける。
ホトレジスト及び電鋳されたEMP遮蔽格子を有する基体
を電着溶液から取り出す。電鋳されたEMP遮蔽格子をマ
ンドレルから剥がすのは、加熱と冷却と交互に行なうよ
うな種々の方法によって行うことができる。電鋳された
EMP遮蔽格子が非常に薄く且つ（又は）非常に細い線か
らなるある用途の場合は、残留ホトレジストを先ず除去
し、好ましくは溶解により除去する。次に電鋳された格
子をマンドレルから持ち上げて離す。他の用途の場合、
電鋳された格子を残留ホトレジストを除去することなく
マンドレルから分離し、マンドレルを直接再使用できる
ようにしてもよい。電鋳されたEMP遮蔽格子が非常に細
い線からなる本発明の最も好ましい態様の場合、マンド
レルから、電鋳された加熱用素子を分離する好ましい方
法は、ホトレジストを除去し、電鋳された格子をマンド
レル表面から注意深く引き剥がす方法である。
本発明の最も好ましい態様として、光マスクは次のよう
にして製造される。板をハロゲン化銀を含む写真乳剤で
被覆し、それを電着すべき格子の形に基本パターンを通
して紫外線に露光する。写真乳剤の露光した領域は潜像
を形成し、その潜像を、ハロゲン化銀をコロイド状銀に
変える現像溶液中に浸漬することにより現像する。
電鋳用マンドレルはステンレス鋼基材の表面を洗浄化す
ることにより製造されるのが好ましい。ホトレジストの
連続層をステンレス鋼シートの導電性表面上に、好まし
くはホトレジストのシートをステンレス鋼の表面に、例
えば、約113℃（235゜Ｆ）で積層することにより適用す
る。約0.025mm（0.001in）の厚さをもつ好ましいホトレ
ジスト層は、カルフォルニア州タスティンのチオコル／
ダイナケム社（Thiokol/Dynachem Corp.）から入手でき
る。そのホトレジストは約20秒間光マスクを通して紫外
線に露光し、硬化されるのが好ましい。ホトレジスト
は、ホトレジストの未露光部分を除去する溶媒によって
現像し、それによって下にあるステンレス鋼マンドレル
表面上に導電性パターンを与える。得られた電鋳用マン
ドレルは、好ましくは露出した金属パターンにわずかに
酸化された表面を形成するように、好ましくは強酸と接
触させることにより処理し、後の電鋳格子の剥離をし易
くするようにする。
マンドレルは、好ましくは硫酸銅を含む電鋳用溶液に浸
漬し、透明体に適用した時、実質的にEMP遮蔽を与える
高度に導電性の銅格子を電鋳させるため銅陽極を用い
る。本発明に従って、従来の四角い格子模様を電鋳して
もよいが、改良された光学的性質及び可撓性をもつ非直
線状線分を含む格子が望ましい。
本発明の好ましい態様として、光マスク基本板に、電鋳
により製造すべき順応性のある格子の形状を表すパター
ンが与えられる。本発明の一つの好ましい態様として、
好ましくは硫酸銅を含む電鋳用溶液に浸漬し、曲った透
明体に実質的なEMP遮蔽を与える高度に導電性の順応性
のある銅格子を電鋳するため銅陽極を用いる。本発明の
非直線状格子は、ガラス及び（又は）ポリカーボネート
及びアクリル系プラスチックの如き硬い透明なプラスチ
ックの層、好ましくは更にポリビニルブチラール又はポ
リウレタンの如き弾力性層を有するものとの積層体とし
て用いるのが好ましい。そのような積層物品は、特に航
空機用風防ガラスとして特に有用である。
特に有効なパターンは、曲線によって相互に結合された
閉じた環からなる網目状パターンである。航空機用透明
体に積層された高度に導電性の金属格子パターンは、電
子装置のための有効なEMP遮蔽と同様優れた光学的性質
を示さなければならない。細い線の直交格子パターン
は、有効なEMP遮蔽形態であるが、特に夜見る条件下で
は、搭乗員にとって好ましくない光学的変形問題を生ず
る。格子パターンの四角い孔によって生ずるフラウンホ
ォーファー回折干渉縞は、入射孔から“スターバース
ト”視覚効果を起す。本発明の細線非直交格子模様は、
一連の連続的に相互に結合した閉じた環状の孔、特に円
弧、好ましくは対になった円弧を描く細い線によって相
互に結合された円状の孔をもつように設計されている。
円状の孔によって生ずるフラウンホォーファー回折干渉
縞は円状に広がり、直交格子による“スターバースト”
模様の如きひどい視覚上の撹乱をひきおこさない。
更に、円筒表面の如き簡単な湾曲面に一致するのに充分
な物理的可撓性を有する直交格子は、しわがよったり或
は縮れたりするので、複心曲線又は複雑な形に一致させ
るのに充分な自由度をもたない。直交格子にとって、機
械的特性及びその限界は、薄い平らなシート状のものと
同じである。従って、直交格子複心曲線状の形をした航
空機窓用透明体のEMP遮蔽用に用いる場合、透明体基体
と積層すると格子にしわがよったり縮れたりする。その
ような用途では、格子は、EMP遮蔽体として適切に機能
を発揮させるため、非常に限定された誤差をもつ硬い物
理的形状物に接着しなければならない。本発明の非直交
格子パターンは、等間隔の四角い格子を、円弧、好まし
くは対になった円弧を描く細線によって相互に結合され
た閉じた環状、好ましくは円形の網目状格子で、複心曲
線及び複雑な形に容易に一致する均一なパターンになっ
た網目状格子に置き換えることにより、機械的特性を薄
い平らなシート状のものより改良している。本発明の非
直交格子パターンを用いると、積層工程又は成形工程は
合理的に均一な成形力で行うことができる。なぜなら、
全ての非直交格子は基体の曲率及び形に一致させても最
小のしわしか発生しないからである。第４図及び第５図
に例示された本発明の非直交格子パターンでは、標準的
な四角形の格子パターンと比較して、可撓性及び順応性
が実質的に増大している。なお、図の実線部分のみが細
線非直交格子に対応する部分であり、実線以外の白部分
は空隙部分である。
本発明の非直交パターンは、従来の平らな四角いEMP格
子を製造するのに用いられているのと同じ手順及び方法
によって製造することもできる。唯一の相異は美術的パ
ターンにある。アルゴリズムは、高精度のホトプロッタ
ーのためのプロット指令を発生するようにコンピュータ
ー設計（CAD）プログラムをつくるための三角関数を用
いて規定することができる。ホトプロッターによって生
じたフィルムは、光マスクをつくるのに用いられる美術
的パターンになるパターンを含み、その光マスクはマン
ドレル上に非直交パターンを再生するのに用いられ、そ
のマンドレルは今度は非直交格子を製造するための電着
形成法で用いられる。
EMP遮蔽パターンについて前に記述した網目パターンを
生じさせるのに用いられる基本的アルゴリズムは、行列
に配列された同じ大きさの円からなる等間隔に置かれた
マトリックスとして規定される。円の大きさ及びそれら
の間の間隔は、円の半径R1に関して定められる。水平の
行と垂直の列の両方で中心から中心までの間隔は、R1の
３倍であるのが好ましい。この場合R1は円の半径R3でも
よい。マトリックスの交点は前に記述した円である。交
点の間隔（３×R1）は一定に保たれるが、円の半径
（R3）は格子の可撓性を変えるため増大又は減少され
る。同様に、円弧の曲率判径は、交点間の間隔と同様変
えることができる。
非直交格子は、透明体に適用された時、“スターバース
ト”パターンの如き光学的撹乱を最小にしながら、実質
的なEMP遮蔽を与える。本発明の格子の非直交形状は、
複心曲線及び複雑な形のものに、しわ或は縮れを起こす
ことなく重ねることができる。本発明の非直交格子は、
ガラス又は、ポリカーボネート及びアクリルプラスチッ
クの如き硬い透明なプラスチックの層からなる透明体、
好ましくは更にポリビニルブチラール及びポリウレタン
の如き弾力性層をもつ層からなる透明体に積層するのが
好ましい。そのような積層体は特に航空機用防風ガラス
として有用である。
任意の形状の電鋳された格子は、電気メッキ溶液、好ま
しくは従来のハンダ浴中に浸漬し、反射性を減少させる
ため金属格子表面上に錫・鉛被覆を付着させるのが好ま
しい。約2.7〜3.2アンペア/dm2（25〜30アンペア/ft2）
の電流密度では、電気メッキは、約0.1mm（約0.004in）
／時の速度で進行する。錫・鉛被覆は本来柔らかく、磨
いて露出した領域では、輝いた点が現れる。従って、錫
・鉛で被覆された格子を酸溶液中に浸漬し、逆極性電気
化学的処理にかけ、それによって錫・鉛被覆を暗化し且
つ硬化し、更に反射性を減少させる。錫・鉛被覆は、電
鋳された格子に、改良された光学性と同様、耐食性を与
える。本発明の電鋳された格子は、ガラス（及び）又は
ポリカーボネート及びアクリル系プラスチックの如き硬
いプラスチックの層からなる透明体、好ましくはポリビ
ニルブチラール及びポリウレタンの如き弾力性層を更に
有する透明体に積層するのが好ましい。そのような積層
体は特に航空機用風防ガラスとして有用である。
本発明は更に次の実施例から理解されるであろう。
実施例１ 約0.61×0.91m（24×36in）の大きさのステンレス鋼マ
ンドレルを、洗剤及び塩酸を用いて脱脂し、表面を粗く
し、そして清浄にする。約0.038mm（0.0015in）の厚さ
のネガ型乾燥ホトレジストのシートをマンドレルの表面
に積層する。希望のEMP格子パターンをもつ像状光マス
クを、ホトレジストで被覆したマンドレル表面と接触さ
せて置く。光マスク・マンドレル積層体を紫外線照射室
中に入れ、ホトレジストを活性化し、ネガ像を生じさせ
る。ホトレジストを現像し、露光した部分を除去し、マ
ンドレル表面上に導電性パターンを生成させる。パター
ンの形成されたマンドレルを、30分間約121℃（250゜
Ｆ）で加熱し、ホトレジストの接着性を改良した。
冷却後マンドレルの後側、即ちホトレジストパターンを
被覆した側とは反対の側を、その後の面に金属が電着し
ないように非導電性材料を被覆する。マンドレルを更に
10％塩酸中に30秒間浸漬し、すすぐことにより清浄化し
た。好ましい逆極性清浄化法は、マンドレルをアルカリ
性清浄化溶液中に浸漬し、後で電鋳された格子を剥がれ
易くする導電性金属パターン上の酸化された表面を形成
するために、マンドレルを陽極として２分間２アンペア
の電流を適用することにより行なわれた。逆極性清浄化
に続き、マンドレルを５％硝酸中に15分間浸漬し、それ
からすすいだ。
最後にマンドレルを、好ましくはそのマンドレルと少な
くとも同じ表面積をもつ垂直に配置した陽極の入った電
鋳用溶液中に浸漬する。陰極として働くマンドレルと、
陽極との間に電圧を印加する。陽極からの金属原子はイ
オンとして溶液中に入り、溶液からのイオンは、金属と
して陰極、即ち導電性マンドレルの表面上に付着する。
電鋳用溶液は、約225g/の硫酸銅を含み、約21℃（約7
0゜Ｆ）の外囲温度で用いられた。露出した金属マンド
レル表面について約8.6アンペア/dm2（約80アンペア/ft
2）の電流密度では、銅は約0.76mm（0.003in）／時の速
度で付着した。電鋳反応は、希望の銅の厚さが得られる
まで続けた。この例では、ホトレジストの厚さは約0.03
8mm（0.0015in）、パターンの線の幅は約0.043mm（0.00
17in）であり、電鋳反応は、銅の厚さが、約0.043mm
（0.0017in）になるまで続け、約0.054mm（0.0021in）
の最大線幅をもたらした。
電鋳された格子をマンドレルから剥がすため、被覆され
たマンドレルを、ホトレジストをマンドレルの表面から
剥離させる溶媒を含み、好ましくは約54℃（約130゜
Ｆ）に加熱された浴中に入れた。次に電鋳された格子
を、その後の透明体との積層のため、マンドレル表面か
らとり上げる。格子の固有抵抗は、約22mΩ／スクエア
ーであった。
電鋳された格子の標準化分極率を、試験材料に対し電場
が垂直で、磁場が平行であるDNA/JAYCOR二双横断電磁波
（TEM）セル中で測定した。二双TEMセルは、Ｅ場（電気
的）及びＨ場（磁気的）遮蔽効果の両方についての計算
結果が得られるので、殆んどの他のEMP試験装置に対し
て選択された。標準化分極率を得るため、測定には、孔
内に固体金属遮蔽物を入れた場合と入れない場合につい
ての背景即ちノイズレベル試験、遮蔽されていない孔の
試験及びEMP遮蔽試料を適所に入れた場合の試験が含ま
れる。試料は、接触インピーダンスが0.1mΩより小さく
なるように注意しながら試験室へ入れた。これらの試験
結果を、本発明の電鋳した格子と従来の化学的に加工し
た格子（B2）とを比較して、第１図に示す。
実施例２ 約0.61×0.91m（24×36in）の大きさのステンレス鋼マ
ンドレルを、洗剤及び塩酸を用いて脱脂し、表面を粗く
し、そして清浄にする。約0.038mm（0.0015in）の厚さ
のネガ型乾燥ホトレジストのシートをマンドレルの表面
に積層する。第２図に示されているような本発明の非直
線状格子パターンを持つ像状光マスクを、ホトレジスト
で被覆したマンドレル表面と接触させて置く。光マスク
及びマンドレルを前の実施例の如く調製し、スルファミ
ド酸ニッケルを含む電鋳用溶液中に浸漬し、その結果金
属ニッケルをマンドレル表面上にホトレジストのパター
ンに形成する。電鋳反応は、希望のニッケルの厚さが得
られるまで続けた。この例では、ホトレジストの厚さは
約0.013mm（0.0005in）、線の幅は約0.033mm（0.0013i
n）であり、電着形成反応は、ニッケルの厚さが約0.013
mm（0.0005in）になるまで続け、約0.033mm（0.0013i
n）の最大線幅をもたらした。
電鋳された格子をマンドレルから剥がすため、被覆され
たマンドレルを、ホトレジストをマンドレルの表面から
剥離させる溶媒を含み、好ましくは約54℃（約130゜
Ｆ）に加熱された浴中に入れた。電鋳された格子を次
に、後の透明体との積層のため、マンドレル表面からと
り上げる。第２図に例示したパターンを非直線状格子を
つくるのに用い、この場合隣接していない半円の頂部か
ら頂部までの距離は約2mm（0.08in）であり、非直線状
線分間の距離は約1mm（0.04in）である。ニッケル格子
は、約0.25Ω／スクエアーの固有抵抗をもっていた。第
２図に示すように、本発明の格子パターンは格子パター
ンを構成する互いに交差する縦、横の線分の少なくとも
一方が非直線状であり、かつ縦、横の線分は非直交であ
るパターンをも包含する。
実施例３ 第４図に示した如き非直交格子は次の大きさで設計され
ていた:R1＝0.84mm（0.033in）、R2＝1.8mm（0.071i
n）、R3＝0.635mm（0.025in）であり、式中、R1はマト
リックスの間隔を定める円の半径（交点間の間隔はR1の
３倍に等しい）であり、R2は相互に接続する円弧の曲率
半径であり、R3は相互に結合された円の半径である。ホ
トプロットされた美術的パターンを光マスクをつくるの
に用い、光マスクはマンドレル上に非直交パターンを再
生するのに用い、そのマンドレルは同じパターンの非直
交格子を電鋳するのに用いる。
約0.61×0.91m（24×36in）の大きさのステンレス鋼マ
ンドレルを、洗剤及び塩酸を用いて脱脂し、表面を粗く
し、そして清浄にする。約0.038mm（0.0015in）の厚さ
のネガ型乾燥ホトレジストのシートをマンドレルの表面
に積層する。第４図に例示されているような非直交EMP
格子パターンをもつ像状光マスクを、ホトレジストで被
覆したマンドレル表面と接触させて置く。光マスク及び
マンドレルを前の実施例の如く調製し、硫酸銅を含む電
鋳用溶液中に浸漬し、その結果金属銅をマンドレル表面
上のホトレジストの非直交パターン形状の格子となるよ
うに形成する。電鋳反応は、希望の銅の厚さが得られる
まで続けた。この例では、ホトレジストの厚さは約0.03
8mm（0.0015in）、線の幅は約0.043mm（0.0017in）であ
り、電鋳反応は、銅の厚さが約0.043mm（0.0017in）に
なるまで続け、約0.054mm（0.0021in）の最大線幅をも
たらした。
電鋳された非直交格子をマンドレルから剥がすため、被
覆されたマンドレルを、ホトレジストをマンドレルの表
面から剥離させる溶媒を含み、好ましくは約54℃（約13
0゜Ｆ）に加熱された浴中に入れた。電鋳された非直交
格子を次に、後の透明体との積層のため、マンドレル表
面からとり上げる。
実施例４ 第５図に示す如き非直交格子は、次の大きさをもって実
施例３の場合の如く設計され、製造された:R1＝0.84mm
（0.033in）、R2＝1.98mm（0.078in）、R3＝0.84mm（0.
033in）。この例の非直交格子パターンの固有抵抗は約2
4mΩ／スクエアーであった。
実施例３及び実施例４の電鋳された非直交格子の標準化
分極率を、試験材料に対し電場が垂直で、磁場が平行で
あるDNA/JAYCOR二双横断電磁波（TEM）セル中で測定し
た。これらの試験結果を、本発明の実施例３及び実施例
４の電鋳された非直交格子パターンの遮蔽効率（それぞ
れA3及びA5）と、従来の電鋳された直交格子（STD）と
を比較して、第３図に示す。
実施例５ 約0.61×0.91m（24×36in）の大きさのステンレス鋼マ
ンドレルを、洗剤及び塩酸を用いて脱脂し、表面を粗く
し、そして清浄にする。約0.038mm（0.0015in）の厚さ
のネガ型乾燥ホトレジストのシートをマンドレルの表面
に積層する。希望のEMP格子パターンをもつ像状光マス
クを、ホトレジストで被覆したマンドレル表面と接触さ
せて置く。光マスク及びマンドレルを前の実施例の如く
調製し、約225g/の硫酸銅を含む電鋳用溶液中に浸漬
し、約21℃（約70゜Ｆ）の外囲温度で使用した。露出し
た金属マンドレル表面について約8.6アンペア/dm2（約8
0アンペア/ft2）の電流密度では、銅は約0.76mm（約0.0
03in）／時の速度で付着した。電鋳反応は、希望の銅の
厚さが得られるまで続けた。この例では、ホトレジスト
の厚さは約0.038mm（0.0015in）、パターンの線の幅は
約0.043mm（0.0017in）であり、電鋳反応は、銅の厚さ
が約0.043mm（0.0017in）になるまで続け、約0.054mm
（0.0021in）の最大線幅をもたらした。
電鋳された格子をマンドレルから剥がすため、被覆され
たマンドレルを、剥離用溶液を含み、好ましくは約54℃
（約130゜Ｆ）に加熱した浴中に入れ、それによって残
留するホトレジストをマンドレルの表面から剥離させ
る。電鋳された格子を次に、後の透明体との積層のた
め、マンドレル表面からとり上げる。格子の固有抵抗
は、約22mΩ／スクエアーであった。格子の前面は、マ
ンドレルと接触していた表面の反射率より大きな反射率
をもっていた。両方の面の反射率を同等にするようなや
り方で、錫・鉛の電気メッキ及びそれに続く逆極性酸処
理を行なった。
銅格子を電気メッキ溶液中に浸漬し、錫・鉛被覆を銅の
上に付着させて反射率を低下させる。電気メッキ溶液は
ロードアイランド、プロビデンスのテクニク社（Techni
c,Inc.）から入手できるような、酸性水溶液中60/40の
錫／鉛を含む従来のハンダ浴である。その溶液は、フル
オロホウ酸第一錫、フルオロホウ酸鉛、ホウ酸及び遊離
フルオロホウ酸を含み、pHは0.0024であった。溶液を約
24〜38℃（75〜100゜Ｆ）の温度に維持して機械的に撹
拌した。約1.7アンペア/dm2（16アンペア/ft2）の電流
密度で、錫・鉛電気メッキが、陽極の方へ格子の前面を
向て２分間行なわれた。錫・鉛は格子の全ての表面に付
着したが、陽極の方へ向けていた表面は一層高度に電気
メッキされた。電気メッキで電鋳された格子を、次に酸
溶液中に浸漬し、逆極性電気化学的処理にかけ、錫・鉛
被覆を暗化し且つ硬化し、反射率を更に減少させた。溶
液は、約0.4〜0.58のpHで、硫酸水素ナトリウムとアミ
ドスルファミン酸を含んでいた。格子の前面を陰極の方
へ向け、格子を約1.1アンペア/dm2（10アンペア/ft2）
の電流密度で２分間逆極性処理にかけ、錫・鉛被覆を生
じさせたが、それは銅格子の反射率を低下させるのみな
らず、腐食に対する保護も同様に与えた。電気メッキ及
び逆極性工程を次に、格子を逆にして、即ち後の面が最
大の処理を受けるようにして繰り返した。電気メッキを
約0.9アンペア/dm2（８アンペア/ft2）の電流密度で１
−1/2分間行ない、逆極性酸処理を約1.1アンペア/dm
2（10アンペア/ft2）の電流密度で30秒間行なった。
上記実施例は本発明を例示するために与えられたもので
ある。他の金属の格子を電鋳するため、種々の電鋳用溶
液を用いることができ、或は種々の形状及び綿密度を、
EMP遮蔽及び他の目的のために用いることができる。例
えば、抵抗の大きな格子を加熱用素子として用いてもよ
い。電鋳された格子は透明体として用いるための種々の
材料と組み合わせることができ、透明でない材料に対す
る遮蔽或は加熱を与えるために用いてもよい。順応性の
ある電鋳された格子は曲がった透明体に用いるための種
々の材料と組み合わせてもよく、透明でない材料と共に
用いてもよい。電着形成すなわち電鋳は、本発明の非直
交格子パターンを製造するのに好ましい方法であるが、
非直交格子パターンによって得られる光学的及び可撓性
の改良はそれによって限定されるものではない。本発明
の非直交格子パターンは、ここではEMP遮蔽に有用なも
のとして記載されているが、それはそのような用途に限
定されるものではない。例えば、一層抵抗の大きな非直
交金属格子を加熱素子として用いてもよい。導電性の格
子の反射率を低下する他の金属の電気メッキを行なって
もよく、他の化学的或は電気的処理によって更に低下し
てもよい。本発明の範囲は特許請求の範囲によって規定
されるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明のEMP遮蔽格子の遮蔽効率と、従来の
化学的に加工した格子（B2）の遮蔽効率とを比較して示
した図であり、Ｅ場（電気的）遮蔽効率は、第１図の上
の方に示されており、Ｈ場（磁気的）遮蔽効率は、下の
方に示されている。 第２図は、従来の四角い格子の縦、横直線線分のうち横
線分を、相互に結合された交互に反転した半円状の線分
で置き換えることにより変更された、順応性のあるパタ
ーンを例示した図である。 第３図は、本発明の非直交EMP遮蔽格子（A3及びA5）の
遮蔽効率を、従来の直交格子（STD）の遮蔽効率とを比
較して示した図であり、Ｅ場（電気的）遮蔽は、第３図
の上の方に示されており、Ｈ場（磁気的）遮蔽効率は、
下の方に示されている。 第４図は、実施例３に記載した大きさをもつ対になった
円弧によって相互に結合された円のパターンを例示した
図である。 第５図は、実施例４に記載した大きさをもつ対になった
円弧によって相互に結合された円のパターンを例示した
図である。 第４図、５図においては、実線で表した部分が格子を表
し、それ以外の余白部分は空隙を表す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 9/00 Ｗ (31)優先権主張番号 ５２２９３ (32)優先日 1987年５月21日 (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） 審判番号 平3−13315 (72)発明者 チャールズ リチャード グラハム アメリカ合衆国ペンシルバニア州グレンシ ヨウ，ワッズワース ドライブ 208 (72)発明者 ジーン ピエール プレッソウ アメリカ合衆国ペンシルバニア州エバンズ シイテイ ジェファーソン ストリート 610 (56)参考文献 特開 昭61−9592（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−145400（ＪＰ，Ａ) 特公 昭60−32318（ＪＰ，Ｂ１)

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】電鋳により得られた複数の線分からなる可
    撓性の電磁波遮蔽用金属格子において、金属格子を構成
    する互いに交差する縦、横の線分の少なくとも一方が非
    直線状であり、かつ縦、横の線分は互いに非直交である
    ことを特徴とする、電磁波遮蔽用金属格子。
  2. 【請求項２】電鋳により得られた非直交金属格子がニッ
    ケル及び銅からなる群から選択された金属からなる、請
    求項１に記載の電磁波遮蔽用金属格子。
  3. 【請求項３】非直交金属格子が、円弧状の線分が同じ間
    隔で結ばれた一連の閉じた複数の環からなる、請求項１
    に記載の電磁波遮蔽用金属格子。
  4. 【請求項４】a.曲面を有する透明な基体、及び b.上記基体表面上にある、電鋳により得られた複数の線
    分からなる金属格子を構成する互いに交差する縦、横の
    線分の少なくとも一方が非直線状であり、かつ縦、横の
    線分は互いに非直交である、可撓性の電磁波遮蔽用金属
    格子 からなる、表面に非直交金属格子を有する電磁波遮蔽透
    明物品。
  5. 【請求項５】上記基体表面上にある電磁遮蔽用金属格子
    が少なくとも15.5個／平方センチの孔を有する請求項４
    に記載の電磁波遮蔽透明物品。
  6. 【請求項６】電鋳により得られた非直交金属格子がニッ
    ケル及び銅からなる群から選択された金属からなる、請
    求項４に記載の電磁波遮蔽透明物品。
  7. 【請求項７】非直交金属格子が、円弧状の線分が同じ間
    隔で結ばれた一連の閉じた複数の環からなる、請求項４
    に記載の電磁波遮蔽透明物品。
  8. 【請求項８】a.曲面を有する透明な基体、 b.上記基体表面上にある、電鋳により得られた複数の線
    分からなる金属格子を構成する互いに交差する縦、横の
    線分の少なくとも一方が非直線状であり、かつ縦、横の
    線分は互いに非直交である、可撓性の電磁波遮蔽用金属
    格子、及び c.上記格子上にある、電気めっきされた非反射性被覆 からなる、表面に非直交金属格子を有する電磁波遮蔽透
    明物品。
  9. 【請求項９】上記基体表面上にある電磁波遮蔽用金属格
    子が少なくとも15.5個／平方センチの孔を有する請求項
    ８に記載の電磁波遮蔽透明物品。
  10. 【請求項１０】電鋳により得られた非直交金属格子がニ
    ッケル及び銅からなる群から選択された金属からなる、
    請求項８に記載の電磁波遮蔽用金属格子。
  11. 【請求項１１】非直交金属格子が、円弧状の線分が同じ
    間隔で結ばれた一連の閉じた複数の環からなる、請求項
    ８に記載の電磁波遮蔽透明物品。
  12. 【請求項１２】a.曲面を有する金属表面を、ホトレジス
    トと結合することができる表面にし、 b.上記金属表面にホトレジストの層を作り、 c.上記ホトレジストに、格子模様を持つ光マスクを通し
    て紫外線に露光し、ホトレジストの未露光部分とは異な
    った溶解度を持つ露光部分を生じさせ、 d.上記ホトレジストを、その一部分を除去する溶媒中で
    現像し、上記金属表面を上記格子模様に露光させて電鋳
    用マンドレルを与え、 e.上記電鋳用マンドレルの上記露出した金属表面を酸化
    し、 f.上記マンドレルを金属イオンを含む溶液に浸し、 g.陰極としての上記マンドレルと、陽極との間に電圧を
    印加し、 h.上記格子模様に露出したマンドレル表面に電着により
    金属格子を作り、 i.上記格子模様に露出したマンドレル表面を上記マンド
    レルを上記溶液から取り出し、そして j.上記金属格子を上記マンドレルから剥す 諸工程からなる、電磁波遮蔽用透明物品に用いる、複数
    の線分からなり、金属格子を構成する互いに交差する
    縦、横の線分の少なくとも一方が非直線状であり、かつ
    縦、横の線分は互いに非直交である、可撓性の電磁波遮
    蔽用金属格子を製造する方法。
  13. 【請求項１３】上記マンドレルを浸す溶液が、スルファ
    ミド酸ニッケル及び硫酸銅からなる群から選択された金
    属塩の溶液であり、陽極がニッケル及び銅からなる群か
    ら選択された金属からなる、請求項12に記載の方法。
  14. 【請求項１４】格子模様が、少なくとも一部が非直線状
    である線分からなる、曲面を有する透明物品に用いるた
    めの可撓性のある非直交金属格子を与える模様である、
    請求項12に記載の方法。
  15. 【請求項１５】上記金属格子を鉛と錫のイオンを含む溶
    液に浸し、鉛と錫の被覆を上記金属格子に電気めっき
    し、そして上記錫・鉛被覆を暗化及び硬化処理し、被覆
    の反射率を低下させる工程を含む、請求項12に記載の方
    法。
  16. 【請求項１６】錫・鉛被覆の処理工程を、電鋳され、電
    気めっきされた非直交金属格子を酸溶液に浸し、逆の極
    性の電気化学的処理によって行う、請求項15に記載の方
    法。
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