JPS59190367A - 金属板のエツチング装置及びそのエツチング液再生方法 - Google Patents

金属板のエツチング装置及びそのエツチング液再生方法

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JPS59190367A
JPS59190367A JP6367883A JP6367883A JPS59190367A JP S59190367 A JPS59190367 A JP S59190367A JP 6367883 A JP6367883 A JP 6367883A JP 6367883 A JP6367883 A JP 6367883A JP S59190367 A JPS59190367 A JP S59190367A
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JP
Japan
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etching
iron
composition
nickel
ability
Prior art date
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Pending
Application number
JP6367883A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuhisa Otake
大竹 康久
Koji Ooka
大岡 宏二
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS59190367A publication Critical patent/JPS59190367A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23FNON-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
    • C23F1/00Etching metallic material by chemical means
    • C23F1/46Regeneration of etching compositions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は金属板のエツチング装置及びそのエツチング液
再生方法に係シ、特に鉄及びニッケルを主成分とする金
属板のエツチングに関するものである。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
一般にカラー受像管はフェース内向に赤、青及び緑にそ
れぞれ発光する螢光体を多数配列した螢光面とこの螢光
面に近接対向して配設され多数の電子ビーム開孔を有す
るシャドウマスクとこのシャドウマスクに対向配設され
8本の電子ビームな射出する電子銃とから構成されてい
る。このシャドウマスクは多数の電子ビーム開孔を介し
て3本の電子ビームを正しく対応した位置に射突させる
ための色選別機能を有する重要な部材である。このよう
なシャドウマスクは量産工程としての供給能力、コスト
、加工性及び強度等の総合的観点から一般に高純度の鉄
を素材とする厚さo、 i mm乃至0.8mの薄板に
エツチングによシ多数の電子ビーム開孔を穿設している
。$+ 1図はシャドウマスクのエツチング装置の概略
を示す構成図である、まず所定の厚さの鉄板の両面にレ
ジ曳ト膜を塗布形成し、マスクパターンを介して露光し
、次いで現像し、開孔を穿設すべき部分のレジスト膜を
除去する(図示せず)。とのようにして準備されたマス
ク原板(図示せず)はエツチング室(1)内に入シ多数
のノズル(図示せず)から噴出される第2塩化鉄(Fe
CA)からなるエツチング液によシエッチングされ開孔
が穿設される。エツチング液はエツチングタンク(4)
からポンプ(Pl)を介してエツチング室(1)(二人
クマ二ホールド(2)からノズル(図示せず)を介して
噴出されライン(3)から再びエツチングタンク(4)
へ戻る。ここで、エツチング時に、Fe+2Fe(JI
2s→s p e CA2(i)なる反応が生じ、との
F e C4はエツチング能力を有さない組成物である
。従ってエツチングが継続されこのFeCA□が生成増
加するに従ってエツチング能率は低下する。しかし乍ら
、FeC!1i12に環元剤として塩素ガスを溶解させ
ることによシ、a F e CA +a/2 Cl5t
→8 F e Cl5s  (2)なる反応を生じさせ
元のエツチング能力を有する第2塩化鉄に環元再生する
ことができる(ここで言う環元とは化学的意味の環元で
はなく、あくまで元に戻す意味のことを指す)。従って
エツチング装置は前述のエツチング液循環系に加えて塩
素ガス注入系(6)を有しておシ、さらに水注入系(力
及び遊離塩酸量を制御するためのHCJ注入系(8)に
よシ壌元再生された第2塩化鉄のPH1組成及び比重を
調整している。熱交換器(5)は温度を制御するための
ものである。エツチング液の一部ハエツチングタンク(
4)の排出口(9)から排液処理装置(図示せず)を介
して廃棄される。
従来のエツチング装置では以上のようにしてエツチング
が継続しで実施される。しかし乍ら鉄を素材とするシャ
ドウマスクの最大の欠点はその膨張係数がθ〜100C
で約12X10−’  と非常に大きいことである。シ
ャドウマスク型カラー受像管ではその機構上電子ビーム
の約2/8以上がシャドウマスクに射突し熱エネルギー
に変換されシャドウマスクを加熱膨張させる。この結果
シャドウマスクと螢光面との距離(以降q値と略称する
)が変化し、電子ビームが正しく対応した螢光体に射突
しなくなシ色純度の劣化を生じ、致命的な欠陥となる。
この色純度の劣化を防止するために種々の工夫が為され
ているが、鉄を素材としたシャドウマスクを用いている
限シ完全な対策は見出されていない、 このような固点から鉄及びニッケルを主成分とする素材
をシャドウマスクに適用する例が特公昭42−2544
6号公報、特開昭5o−5s977号公報及び特開昭5
0−68650号公報等で提案されている。例えば36
ニツケルー64鉄のいわゆるアンバー合金はその熱膨張
係数が0〜100Cで約O〜2 X 10−’と極めて
小さく、シャドウマスクの熱膨張に起因するq値の変化
は殆んど起シ得ず、色純度劣化の問題が解決される。し
かし乍ら鉄及びニッケルを主成分とする素材を塩化第2
鉄によシ開孔穿役する場合、特に成分中のニッケルにつ
いては、Ni+2FeC4−+NiC4+2FeC4(
3)なる反応によシエッチング能力を有さないNiC4
とF e C,e 2が生成される。このうちF e 
Cl3.は前述の塩素ガスの溶解によシ元のエツチング
能力を有する第2塩化鉄に環元再生することができるが
、NiCl2の方は塩素ガスの溶解手段では第2塩化鉄
には再生されない。従ってエツチングの継続に伴って之
等のエツチング能力を有さない組成物Ni04が増加し
、エツチング能力が次第に低下する。またエツチング温
度、比重及び時間等の条件を遂時変化させて管理する事
も考えられるが、工程管理は非常に複雑となシ、且つ均
一な穿設開孔の精度も期し難い。またN i CAtの
増加によシエッチング液のPHが変化し、水酸化鉄が形
成され易くなシ、これが開孔に沈積して開孔形状をよシ
悪化させる。
さらにエツチング能力が管理基準値以下、例えば第2塩
化鉄50%溶液中にNiC−g2が5チをこえると開孔
形状が乱れマスクとして使用不能となシ、全て新らしい
エツチング液に交換せねばならず、交換時間とエツチン
グ系が安定するまでの時間は長時間を要し生産性を低下
させる。
〔発明の目的〕
本発明は以上の点に鑑みてなされたもので、鉄及びニッ
ケルを主成分とする金属板のエツチングにおいて反応生
成されるエツチング能力を有さない組成物のうち主とし
てニッケルを含む組成物を除去しエツチング能力を有す
る元のエツチング液に戻すためのエツチング装置及びそ
の再生方法を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明は鉄及びニッケルを主成分とする金属板のエツチ
ングにおいて、エツチング液との反応によって生成され
るエツチング能力を有さない組成物を変性させ、ニッケ
ルを含む組成物を分離除去し、鉄を含む組成物を元のエ
ツチング能力を有するエツチング液に再生するエツチン
グ装置及びその再生方法である。
〔発明の実施例〕
以下本発明の実施例について詳細に説明する。
同、シャドウマスク型カラー受像管の構成とシャドウマ
スクの構成機能については従来と同様であるので詳細な
説明は省略し、以下エツチングに関してのみ説明する。
第2図に本発明のエツチング装置の実施例としての概略
構成を示す。鉄及びニッケルを主成分とする所定の厚さ
の金属板の両面にレジスト膜を塗布形成し、マスクパタ
ーンを介して露光し、次いで現像し、開孔を穿設すべき
部分のレジスト膜を除去しエツチングすべき部分を露出
させる(図示せず)。このようにして準備されたマスク
原板(図示せず)はエツチング室(1)内に入シ第り塩
化鉄(F e Cl5s )からなるエツチング液にょ
シエッチングされ開孔が穿設される。エツチング液はエ
ツチングタンク(4)からポンプ(PI)を介してエツ
チング室(1)に入シマ二ホールド(2)に設けられた
多数のノズル(図示せず)から噴出され、ライン(3)
から再びエツチングタンク(4)へ戻る循環層を循環す
る。この循環系には環元剤としての塩素ガス注入系(6
)、水注入系(7)及びHC−e注大系(8)が付加さ
れ、エツチングにより反応生成されるエツチング能力を
有さない組成物のうち(1)式の鉄を含む組成物を(2
)式に示すように第2塩化鉄に再生し遊離塩酸量、PH
,組成及び比重を調整する。尚、ここで言う環元とは化
学的意味の環元ではなく、あくまで元に戻す意味のこと
を指す。熱交換器(5)は液温を調整するためのもので
ある。また液の一部はエツチングタンク(4)の排出口
(9)から排液処理装置(図示せず)を介して廃棄され
る。
さらに液の一定量はエツチングタンク(4)からポンプ
(P2)を介して分離装置系にまわされる。即ちまず反
応タンク<11では添加剤αυとしてオキシム試薬が添
加される。このオキシム試薬は例えばジメチルグリオキ
シル、ベンジルオキシム或はシクロヘキサン−1,2−
ジオンジオキンム等を用いることができる。(1)式及
び(3)式に示すようなエツチング能力を有さない鉄イ
オン及びニッケルイオンを倉む組成物中にオキシム試薬
を攪拌し乍ら添加すると、ニッケルイオンを含む組成物
はオキシム試薬と反応し紅色の錯塩を形成し、この変性
組成物は沈澱する。例えば代表的オキシム試薬としてジ
メチルグリオキシムとニッケルイオンの反応は、(ジメ
チルグリオキシム) (ジメチルグリオキシム−ニッケル錯塩)のように反応
し、形成てれた錯塩は紅色の水に不溶の沈澱性組成物に
変性する。上記反応はニッケルイオンが微量であっても
迅速に生ずる特徴を有している。
一部オキシム試薬は鉄イオン、即ちエツチング能力な有
さないF e C4とは反応せず、従って次にこのよう
に変性された組成物はポンプ(P3)を介して濾過器d
aに移され、ここでオキシム試薬と反応したニッケル錯
塩の沈澱性変性組成物は排出口U(至)から廃棄物処理
装置(図示せず)を介して廃棄される。一方ニッケルイ
オンを含む組成物が濾過器αりによシ分離除去された鉄
イオンを含む組成物は再びエツチングタンク(4)にポ
ンプ(P、)を介して戻される。この時液温か低下し過
ぎた場合は熱交換器Iによシ温就調節が行なわれる。エ
ツチングタンク(4)に戻された液はニッケルイオンを
殆んど含んでおらず、塩素ガス(6)を溶解させること
によって(2)式の反応によシ元のエツチング能力を有
する第2塩化鉄に環元再生することができる(ここで言
う環元とは化学的意味の環元ではなく、あくまで元に戻
す意味のことを指す)。さらに水注入系(7)、遊離塩
酸量を制御するためのHC9注入系(8)及び熱交換器
(5)によシエッチング液としてのPH,組成、比重及
び液温か調整される。
このようにして循環装置系及び分離装置系のプロセスを
一定時間毎に繰シ返すことによシ、エツチング液中のニ
ッケルを含むエツチング能力を有さない組成物の含有比
を管理限界値以下に制御することができろう循環装置系
から分離装置系へまわす量はタンク容量とニッケルを含
む組成物の管理限界値をどれ位にするかで実験的に決定
することができる。通常は第2塩化鉄50チ溶液中のN
 i C4量5チが管理限界値である。ここで反応タン
クaO)に添加されたオキシム試薬の一部は濾過器αり
からエツチングタンク(4)に戻される液中にも含まれ
ているが、オキシム試薬はエツチング作用子のものには
影響を及ぼすことはないので、エツチングタンク(4)
中の第2塩化鉄の含有比を一定値以上例えば40%以上
に保持すればよい。またエツチング室(1)からライン
(3)を介してエツチングタンク(4ンに戻る液中に含
まれるエツチング能力を有さないニッケルイオンと残留
するオキシム試薬が反応し沈澱性のニッケル錯塩を生ず
るが、之等の沈澱性変性組成物はエツチングタンク(4
)の排出口(9)る。あるいは之等の変性組成物の廃棄
効率を上げるために、エツチングタンク(4)にさらに
濾過器(図示せず)を結合し、濾過器を介したエツチン
グ液をポンプを介してエツチング室に送り込むようにし
てもよい。
またエツチング室(1)からのライン(3)はエツチン
グタンク(4)ではなく直接反応タンク(1Gに連結す
るよう鳴してもよい(図示せず)、、この場合はエツチ
ングに寄与しないニッケルイオンをさらに効果的に管理
制御することができる。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、鉄及びニッケルを主成分
とする金属板のエツチングにおいて、エツチング液と反
応生成されるエツチング能力を有さない鉄及びニッケル
を含む組成物を分離し、鉄を含む組成物のみを効果的に
エツチング能力を有する組成物に再生することができ、
エツチング精度を常に一定に管理することができるので
、その工業的価値は犬である。
第1図は従来のエツチング装置を示す概略構成図、$2
図は本発明のエツチング装置の一実施例を示す概略構成
図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)鉄及びニッケルを主成分とする金属板をエツチング
    液によシ所定のパターンにエツチングする金属板のエツ
    チング装置において、前記エツチング装置は前記エツチ
    ング液をエツチング室とエツチング液タンクを介して循
    環させる循環装置系と、前記鉄及びニッケルを主成分と
    する金属板のエツチングによって反応生成されるエツチ
    ング能力を有さない組成物のうちニッケルを含む組成物
    を除去し且つ鉄を含む組成物を残留させエツチング能力
    を有するエツチング液に環元する分離装置系とを有する
    ことを特徴とする金属板のエツチング装置。 2)前記分離装置系は前記エツチング能力を有さない組
    成物と添加剤との反応装置と反応した鉄及びニッケルを
    含む変性組成物の濾過装置とを少、くとも備えたことを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の金属板のエツチ
    ング装置。 3)エツチング液による鉄及びニッケルを主成分トスる
    金属板のエツチングによって反応生成されるエツチング
    能力を有さない鉄及びニッケルを含む組成物からエツチ
    ング能力を有する前記エツチング液を再生するエツチン
    グ液再生方法において、前記エツチング能力を有さない
    組成物を変性する手段と鉄を含む前記組成物を分離する
    手段と前記分離された鉄を含む組成物をエツチング能力
    を有する鉄を含む前記エツチング液に環元再生する手段
    とを備えたことを特徴とするエツチング液再生方法。 4)前記エツチング液が鉄を含む塩化物からなり、前記
    エツチング能力を有さない鉄及びニッケルを含む塩化物
    からなる組成物に添加剤を加え前記ニッケルを含む組成
    物を沈澱性錯塩に変性させ前記鉄を含む組成物とは反応
    させずに水溶性のままとし、前記鉄を含む組成物のみを
    濾過法によシ分離し、前記分離された鉄を含む組成物を
    項元剤と反応させてエツチング能力を有する前記エツチ
    ング液を含む塩化物に再生することを特徴とする特許請
    求の範囲第8項記載のエツチング液再生方法。 5)前記エツチング液が第2塩化鉄、前記添加剤がオキ
    シム試薬、前記環元剤が塩素ガスであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第4項記載のエツチング液再生方法。
JP6367883A 1983-04-13 1983-04-13 金属板のエツチング装置及びそのエツチング液再生方法 Pending JPS59190367A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5328670A (en) * 1991-03-22 1994-07-12 Nittetu Chemical Engineering, Ltd. Method of treating nickel-containing etching waste fluid
JPH06240475A (ja) * 1993-02-16 1994-08-30 Nittetsu Mining Co Ltd ニッケルを含む塩化鉄系のエッチング液の処理方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5328670A (en) * 1991-03-22 1994-07-12 Nittetu Chemical Engineering, Ltd. Method of treating nickel-containing etching waste fluid
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