JPS607709B2 - 金属板の処理方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は金属板の処理方法及びその装置に係り、特に前
記金属板の両主面より所望形状エッチングを効果的に行
なうことが可能な処理方法及びそれに使用する処理装置
に関するものである。

例えばカラー受像管に内装されるシャドウマスクは通常
１枚の金属板に所定の形状・配列を有する電子ビーム通
過孔部が穿設してあり、この電子ビーム通過孔部は金属
板の両王面に於ては、その形状が異なっているのが普通
である。この様な電子ビーム通過孔部の穿設方法には雌
雄の金型を使用し、パンチ方法により穿設する方法も提
案されているが、一般には写真蝕刻術による方法が行な
われている。

前述した写真蝕刻技術によるシャドウマスクの製造方法
の概略を説明すると、先ず或る一定の厚さを有する金属
板の両王面に光硬化性樹脂を均一に塗布乾燥して感光膜
を全面に被着形成した後、この金属板の片面に相当的に
形状の小さな電子ビーム通過孔部のネガ像を有するネガ
原版と、他面に相対的に形状の大きな電子ビーム通過孔
部のネガ像を有するネガ原版をそれぞれピッチ合せを行
ない、真空密着配置し、柴外線光源などを用いて電子ビ
ーム通過孔部に対応する位置以外の感光膜を光感光硬化
させ、次にこのようにした金属板の感光膜の禾露光未硬
化樹脂を温水現像にて溶解除去し、金属板両主面の電子
ビーム通過孔部に対応する穿談部を露出させ、次に乾燥
むらを防止するためにアルコールまたは界面活性剤など
をかけ、金属板上の現像液の分布を均一にすると共に、
現像液量を最少にする。

次に前記金属板を乾燥し、更に残存感光膜（以下レジス
トと称す）と金属板との密着性及びレジスト自体の耐ェ
ッチン液性を高め、エッチングによるレジストの分解剥
離を防止するため高温熱処理（以下べーキングと称す）
を施こし、次いで前記金属板の両主面よりエッチング液
をスプレーして前記穿孔部から金属板を腐食させ、所望
の電子ビーム通過孔部を形成する。シャドウマスクの写
真蝕刻技術は前述したエッチング液をスプレーする方法
及びエッチング液に浸簿する方法などの化学的方法と、
電気化学的方法があるが、本発明に於ては前記化学的方
法を問題としているので電気化学的方法は省略する。前
記化学的方法即ちスプレー法と浸債法の問題点としては
穿孔形状・穿孔部の大きさのばらつき及び穿孔部周緑の
切れの状態の悪さが挙げられる。これらが発生する両エ
ッチング方法共通の要因としては感光膜と金属板との密
着強度不足及び感光膜の耐エッチング液劣化があげられ
、これらは主として感光膜の材料特性によるものである
が、感光膜の膜厚、現像後の高温熱処理条件によっても
影響を受ける。もしも前述した様に穿孔部の形状が所望
のものと異なり、かつ切れが悪い場合には、カラー受像
管の蟹光体層がシャドウマスクの電子ビーム通過孔部を
通過した光によってほぼ１対１の状態で焼きつけられる
ため、電子ビーム通過孔部が変形された円孔の時は蟹光
体層も変形された円形となり、また電子ビーム通過孔部
が変形された矩形孔の時には蟹光体層も変形され、くび
れのある蟹光体層が形成される。

この結果、この様なシャドウマスク及び蟹光体層を有す
るカラー受像管に於ては電子ビームのランディング余裕
度が少なく、白色画像を出した際の画面のュニフオミテ
ィが悪くなるし、また部分的な穿孔形状のばらつきがひ
どい時には蟹光体層同志の重なりも発生し、これが色ず
れの原因となる。また浸債法によるエッチングに於ては
スプレー法に比較し、スプレー圧、スプレーパターンの
童なり、液溜りなどのエッチング状態におよぼす要因は
考える必要はないが、金属板表面のエッチング液交換は
鷹枠によるでけであるのでシャドウマスクのような大き
なものになると損杵子、超音波、パブリングなどを利用
しても金属板表面のエッチング液は不均一となり、この
為穿孔形状などのばらつきが生じやすいし、またスプレ
ー法に比較しエッチング効果が悪く、時間がかかりやす
いので量産にはむかない。

これに対しスプレー法によるエッチングにおいては浸債
法と比較し、エッチング液の当りが強いため新らしいエ
ッチング液との液交換効率が良く、短かいエッチング時
間で所望のシャドウマスクが得られるので量産に適して
いる。

しかしエッチング液の金属板表面に対するスプレーパタ
ーンが均一でなく、金属板表面上のエッチング液の流れ
や溜りが不均一となり易く、このため穿孔の大きさや形
状のばらつきが発生しやすい。前記欠点を回避するため
に種々の対策法が考えられており、前記スプレーパター
ンの不均一に対してはスプレー用ノズルの精度、配列、
金属板表面に対する垂直性などを事前に調整しエッチン
グ装置に組み込むことにより一応解決する。しかし液溜
りや液流れに関してはエッチング方式により、どうして
も避けられないものであり、液溜りの多い部分は液溜の
少ない部分に比較し、新しいエッチング液との交換速度
が遅くなり、この部分の金属板のエッチング速度を低下
させる。次に従来のスプレー法による量産向きのエッチ
ング方法には第１図に示すような金属板１を水平にして
移動しながらマニホールド２を介して／ズル３よりエッ
チング液を前記金属板１の両主面にスプレーしてエッチ
ングする横形方法と、第２図に示すような金属板１を垂
直にして移動しながり、マニホールド２を介してノズル
３よりエッチング液を前記金属板１の両主面にスプレ−
してエッチングする縦形方法があるが、前記縦形方法の
場合には重力により金属板の上部から下部にエッチング
液が自然に流れるので液溜りの問題はないが、スプレー
時に下部の方が上部の方に比較して相対的に多量のエッ
チング液で覆われているため上部のスプレー圧を下げ、
下部のスプレー圧を上げてエッチングを行なうが穿孔形
状の不均一が生じやすい。

これに対し横形方法の場合には上より吹きつけられたエ
ッチング液が金属坂上に溜り、穿孔後も穿孔の大きさが
小さくなるため、エッチング液や落下し‘こくく、かつ
下からもエッチング液が吹き上げられているため常時エ
ッチング液が金属板上に溜っている状態となる。この液
溜りを極力少なくし、かつ金属坂上全面にわたって均一
にする方法は第３図に示す様に金属板１の側面に、この
金属板１に曲率を持たせる様な支持部材４を押し当てる
ことにより、図の如く金属板１に曲率を持たせ、エッチ
ング液を常に両側に流れやすくする方法や第４図に示す
如く金属板１をゴムローラ５などを介して蛇行させ全体
として液溜りや液流れを均一にする方法などが提案され
ている。しかるに前者即ち第３図に示すものはエッチン
グゾーン内での金属板１の自重のため、金属板１の送り
方向に一定の張力をかけているにもかかわらず、たわみ
が発生し、一定の曲率を持たせて液溜りを調整すること
は困難であり、かつエッチング液が常に金属板１の両側
に向って流れるため両側の穿孔部分のエッチング速度が
中央部に比較し遅くなる欠点がある。後者則ち第４図に
示すものは上下に蛇行させるためゴムローラ５などを使
用しなくてはならないが、このゴムローラ５に当たった
エッチング液の飛散がスプレーの当りの不均一を発生さ
せ、結果として穿孔の大きさ、形状の部分的ばらつきが
発生し易い欠点がある。更に横形方法の場合最初に片面
（上側）にラッカーなどの耐エッチング膜などを全面に
形成したり、ポリプロシートなどをかぶせてエッチング
の進行を抑制したのち、他面（下側）を任意の深さまで
エッチングを行なう。次いで耐エッチング膜、またはポ
リプロシートを取り除き上側のエッチングを行うことに
より液溜りの影響を極力少なくし、穿孔の大きさ、穿孔
形状のバランスの良いシャドウマスクを得る片面エッチ
ング法があるが、この場合耐エッチング膜・ポリプロシ
ートなどの被覆及び剥離を行なわなくてはならないので
作業効率が劣る欠点がある。本発明は前記従来の諸欠点
に鑑みなされたものであり、エッチング時の液溜り、液
流れなどのシャドウマスク等の被エッチング金属板の品
位におよぼす要因を除去し、穿孔や被エッチング部の大
きさ及び形状の均一な金属板の処理方法及びそれに使用
する処理装置を提供することを目的としている。

次に本発明の一実施例を第５図乃至第９図によって説明
する。

即ちエッチング装置１０は第１のエッチング室６及び第
２のエッチング室７からなりこの２つのエッチング室６
，７にはマニホールド２，，２２を介して上向きに多数
配設されたノズル３１，３２が設けられており、現像、
乾燥、ベーキングの終了した金属板１をドラム１１から
ドラム１２及び１３を介してドラム１４に巻き取る様に
してある。

前述のように略Ｕ字状に金属板１を移動しながら前記第
１のエッチング室でノズル３，からのエッチング液を下
方向から金属板１に吹きつけ、この金属板１の片面を任
意の深さ迄エッチングする。この場合下方向から吹き上
げられたエッチング液が金属板１の両端部近傍から飛散
して、この金属板１の上側に溜るのを防止するために、
第７図に示すように前記金属板１のエッチングされるべ
き被エッチング部の有効面外から側面にかけて断面Ｌ字
状のヱッチング液飛散防止枠８，か第８図及び第９図に
示すように断面Ｕ字状をなし、内部に小ローラ９を設け
たエッチング液飛散防止枠８２を設けることが望ましい
。前記第８図及び第９図に示したエッチング液飛散防止
枠８２ は小ローラ９を有しているので金属板１の溜り
が良好でなり金属板に形成された感光膜を剥離すること
がない。また前記エッチング液飛散防止枠８，，８２
はチタンとか耐酸性硬質部材により形成する。前述の如
く第１のエッチング室６で片面のエッチングが終了した
金属板１をドラム１２及び１３を介して折り辺し、第１
のエッチング室６と同一構造を有する第２のエッチング
室７に送り込み、金属板１の未エッチング面をエッチン
グして穿孔部を形成する。前述した本発明の金属板の処
理方法に於て、大孔部、小孔部、どちらか先にエッチン
グするかは任意であるが、最終の穿孔部の大きさを決定
するのは小孔部側であるため、まず第１のエッチング室
６にて大孔部側を所望の深さまでエッチングした後、小
孔部側をエッチングするのが穿孔部の大きさを調整する
には有利である。

また第４図では第１のエッチング室６から第２のエッチ
ング室７へ金属板１を送っていたがこの送り方向は、こ
れとは逆に第２のエッチング室７から第１のエッチング
室６に送っても良いことは勿論である。

前記処理方法に於て、エッチング時間の調整はエッチン
グ液の組成、液温が一定の場合、金属板１の送り速度に
よって行なうことも出来るが、スプレー圧の調整によっ
ても可能である。

またエッチング時マニホールド２，，２２は通常約４０
往復／分位迄可変可能な振動を与えているが、これもマ
ニホールド２，，２２の本数によってほぼ決定され、９
本のマニホールドを使用する場合は２０往復／分にする
ことにより良好な結果が得られた。またノズル３，，３
２と金属板１との間隔は、使用するノズル３，，３２の
パターン開きなどによって異なるが、４０〜６０ｏのパ
ターン開きのノズルでは１．０〜１．５ｋ９／仇の圧力
によって使用する場合２０〜３０ｃのが適当である。前
述の様に本発明の金属板の処理方法及びその装置によれ
ば常時金属板の下側からエッチングすることになり、エ
ッチング液の溜りや流れの問題は解決され、単に金属板
１にあたるスプレーパターンの均一性のみの影響を受け
ることになる。

これは使用するノズル３，，３２の精度、各マニホール
ド２，，２２の間隔及びノズル３・，３２のピッチ、垂
直性を電子計算機により理論的に算出した最適スプレー
パターンと照合してエッチング装置に組み込む前に調整
することにより回避出釆る。また本発明の処理装置は第
１０図に示した様に第１のエッチング室６、第２のエッ
チング室７に蓮設するように感光膜除去室１６、水洗室
１７、乾燥室１８を設け、ドラム１５にて金属板１を折
り曲げこれらの各室を通るようにすることも可能である
。

前述した様に金属板の常に下側よりエッチング液をスプ
レーし、更に望ましくは上側へのエッチング液の飛散を
防止する機構を有する処理装置を用いて、金属板をエッ
チングすることにより従来問題となっていた金属板上の
エッチング液溜りエッチング液流れ不均一により発生す
る穿孔部の大きさ、形状のばらつきがなく、この様にし
て製造したシャドウマスクを内装することにより、極め
て高品位のカラー受像管を得ることが出来た。

本発明はカラー受像管用シャドウマスクを製造方法に限
定されるものではなく、金属板を連続して送りながらこ
の金属板の両主面からエッチングを行なうものすべてに
適用できることは説明する迄もない。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来の金属板の処理方法のそれぞれ
異なった例を示す要部斜視図、第３図及び第４図は従来
の金属板の処理方法に適用する金属板の支持方法のそれ
ぞれ異なった例を示す菱部斜視図、第５図及び第６図は
本発明の金属板の処理方法及びその装置の一実施例の説
明用断面図であり、第５図は側断面図、第６図は縦断面
図、第７図及び第８図は第５図及び第６図の装置に適応
するそれぞれ異なるエッチング液飛散防止枠と金属板と
の関係を示す要部斜視図、第９図は第８図のＡ部の一部
切欠斜視図、第１０図は本発明の他の実施例の側断面図
である。 １・・・金属板、６・・・第１のエッチング室、７・・
・第２のエッチング室、８，，８２・・・エッチング液
飛散防止枠、１６・・・感光膜除去室、１７・・・水洗
室、１８・・・乾燥室。 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 金属板の両主面をスプレー方法によって所望形状の
   被エツチング部をエツチングする金属板の処理方法に於
   て、前記金属板の一主面を下方向からスプレー方法によ
   ってエツチングする工程と、前記金属板の他の主面を下
   方向からスプレー方法によってエツチングする工程とを
   具備することを特徴とする金属板の処理方法。 ２ 上方向にエツチング液を放出する第１のエツチング
   室と第２のエツチング室とを有し、金属板の一主面の被
   エツチング部を第１のエツチング室にて下方向からスプ
   レー方法によってエツチングした後、前記金属板を曲折
   した後第２のエツチング室に導入し、前記金属板の他の
   主面の被エツチング部を下方向からスプレー方法によっ
   てエツチングするように構成されたことを特徴とする金
   属板の処理装置。 ３ 金属板の被エツチング部を下方向からスプレー方法
   によりエツチングする構造を有するエツチング室に前記
   金属板の被エツチング部の有効面外から側面にかけてエ
   ツチング液飛散防止枠を設けたことを特徴とする金属板
   の処理装置。 ４ エツチング液飛散防止枠が断面Ｌ字状の部材から形
   成されていることを特徴とする特許請求の範囲第３項記
   載の金属板の処理装置。 ５ エツチング液飛散防止枠がＵ字状の部材及びこの部
   材に装着された小ローラから形成されていることを特徴
   とする特許請求の範囲第３項記載の金属板の処理装置。