JPS61170600A - 金属薄膜の電解エツチング方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属薄膜の電解エツチング方法に係る。更に
詳しくは、均一なエツチングを可能とする耐食性金属薄
膜の電解エツチング方法に関する０〔従来の技術〕 ＵＳ工、各種センサーなどの電子デバイスの電極には、
電気的特性、加工性、形成の容易性などの観点から、ア
ルミニウム薄膜が従来から用いられている。このような
アルミニウム電極の場合、工ＯやＬ８工のようにその使
用環境が限定されあるいは何らかの保護薄膜で被覆する
ととが許されるときには何ら問題を生じないが、湿度セ
ンサーに用いる櫛形電極などでは、常に電極が感湿膜を
通して水分と接触しているため、アルミニウム電極では
耐食性という点で問題がある。従って、このような場合
には、電極材料として耐食性にすぐれた金属を選択しな
ければならない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

これらの薄膜電極は、一般に蒸着法やスパツタリンク法
によって形成させた金属薄膜をエツチングによりパター
ニングして得ているが、特にスパッタリング法によって
形成された耐食性金属薄膜は、バルク状態の金属より更
に耐食性が増し、通常のエツチング加工の適用は困難で
あるという問題を有している。

これの対策としては、電解エツチング方法が好適である
が、この方法も加工面積が大きくなると、加工面上の凹
凸や傾き、電極間距離などの要因によって電流密度がば
らつくため、加工面を均一にエツチングすることが非常
に困難である。

例えば、陰極を途中の部分迄電解エツチング液中に浸漬
させて電解エツチングを行なうと、電解エツチング液中
の部分と比して液面付近での電流密度が著しく高くなり
、やはり途中迄電解エツチング液中に浸漬されている陽
極の液面付近の浸漬部分が優先的にエツチングされる結
果となる。

本発明者は、かかる欠点となる現象を積極的に利用し、
陽極となる金属薄板の電解エツチング液−・の浸漬深さ
を徐々に深くすることにより、耐食性被加工金属薄板を
全面的に均一にエツチングすることに成功した。

〔問題点を解決するための手段〕および〔作用〕従って
、本発明は金属薄膜の電解エツチング方法に係り、金属
薄板の電解エツチングは、電解液不溶性の良導体からな
る陰極および絶縁基板上に形成させた耐食性被加工金属
薄膜からなる陽極を共に途中の部分迄電解エツチング液
中に浸漬して金属薄膜の電解エツチングを行なう際、該
金属薄膜の浸漬深さを徐々に深くして、電解エツチング
゛　液の液面近くで主として行われるエツチングを金属
薄膜の全面に順次適用せしめることにより行われる。

次に、図面を参照しながら、本発明の詳細な説明する。

例えば、第２図に全体が模式的に示される湿度センサー
用の櫛形電極の場合、このような形状に耐食性金属薄膜
をパターニングし、中央の点線で囲まれ九櫛状部分上に
感湿膜を形成させ、膜が吸湿することによる電気抵抗変
化を電極を介して検出する作用を行わせるようにさせろ
がζこのような形状への耐食性金属薄膜へのパターニン
・グは、第１図に示されろ如き装置を用いて行われる６
陰極１には、電解エツチング液不溶性の良導体ならばそ
の種類を問わず用いることが′でき・るが、例えば５ｔ
ｒｓ　３０４の薄板などが用いられ、その総表面積は一
般に陽極総表面積の約１．５〜２倍またはそれ以上に設
定される。

陽極２は、ガラス板などの絶縁基板３上にハス・テロ（
Ｏ，ステンレススチールなどの耐食ｉ−金ｍをスパッタ
リングすることにより膜厚約０．２５〜１．０μｍで形
成され、更にその上に例えば上記櫛形電極形状のフォト
レジストパターン４が例えば線１１１００μｍ１ピッチ
３００　／ａで形成されている。

フォトレジストパターンの形成は、周知のフォトリング
ラフ工程を適用することＫよって行われる。即ち、耐食
性金属薄膜上にフォトレジストコーティングを行ない、
そこに櫛形電極のパターンの陽画または陰画を焼付けた
ガラス乾板を重ね、光照射による焼付けおよび現像によ
って行われる。

これらの互いに平行に保持された陰極および陽極は・共
に途中の部分迄電解エツチング液５中に浸漬され、陽極
たる金属薄膜の電解エツチングが行われるが、電解エツ
チング液としては例えばリン酸６５％、硫醗１５％、無
水クロム酸５％および水１５％よりなる組成の液が用い
られる。

このような状態で両電極間に直流電流６を流すと、電解
エツチング液面直下での電流密度が液中のそれと比して
著しく高くなり、＠極たる耐食性被加工金属薄板のエツ
チングは液面付近の浸漬部分で極端に速く進行し、それ
につれて全体を流れる電流値は徐々に低下し、やがてＯ
になる。

陽極駆動機構７は、この電流値を常に監視しており、電
流値が一定値以下になったところで、陽極部分を液中に
少しづつ沈め、浸漬深さを深くする動作を行々う。実際
には、この駆動機構は主として電流検出部と駆動部とか
らなり、電流検出部は、電解エツチング電流をモニター
し、電流値が一定値以下の間だけ駆動部のリレーをＯＮ
とし、駆動部を作動させる。

駆動部の駆動用モーターのＯＮ、ＯＦ’Ｐば、電磁リレ
ーなどの電流検出部によって制御されたリレーを介して
行われろ。駆動部の上下動は、ビニオンの歯と咬み合う
歯部８．８′、・・・・・・を加工した支柱９をラック
としたラック・アンド・ビニオン機構により一極保持部
１０に伝達され、この際モーター出力は平歯車を組合せ
た減速機構によりビニオンに伝えられる。

電解エツチング操作では、室温下で液を攪拌せずに、上
記陽極保持部に保持された陽極をその下＆’部が電解エ
ツチング液の液面下約１〜２ｒｍの深さになるように液
中に浸漬し、この位置を開始点としてエツチングが行わ
れる。そして、陰極か−、＠極が十となる直流電流を印
加し、エツチングを開始させろ。その操作条件は、例え
ば電圧約５　Ｖ　％電流密度約５Ｑ　）ｗ／６１１１、
電極間用Ｍ約４０順である。

エツチングは、電流密度が著しく高くなる液面付近（液
面下約０．５〜ｌｆｌの深さ〕の浸漬部分で専ら行われ
、その部分の陽極薄膜が溶解除去されると、電流値は一
定値以下に減少し、遂には電流が遮断されるようになる
。これを陽極駆動機構の電流検知部が検知し、電流が回
復する迄陽極の浸漬深さを更に深くするように駆動機構
が支柱に沿って作用する。

前述の如く、エツチングは液面下約０．５〜１ｍの深さ
の浸漬部分で専ら行われ、これに対応して１回の下降深
さは０．５鴎以内にしなければならず、一方下降一エッ
チングー下降という１サイクルにおけるエツチング時間
は、下降開始時の電流設定値などによって決まるが、一
般には約２〜３秒間程度であるので、結局下降速度は０
．５Ｗ以下７２〜３秒間に設定されることになる。

このような操作を自動的にくり返すことによって、エツ
チングが絶縁体であるフォトレジストによって覆われて
ＴＩ／）ない金属薄板部分の全面に進行し、エツチング
を完結させて、所望の櫛形パターンの陽極を形成させる
。こうした一連の操作で、初期の電流値と＠極下降開始
時の電流値とを予め適当に設定しておくことにより、最
適のエツチング条件を得ることができる。

〔発明の効果〕

本発明方法によれば、通常の湿式エツチング法では加工
困難な耐食性金属薄膜のパターニングが、全面的に均一
に行なうことができる。得られた耐食性金属薄膜は、湿
度センサーの櫛形電極などとして有効に用いることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る電解エツチング方法の一態様を
示す概要図であり、第２図はそれｅζよって得られた櫛
形電極の平面図である。 （符号の説明） １・・・・・・陰極 ２・・・・・・耐食性金属薄膜陽極　　。 ３・・・・・・絶縁基板 ４・・・・・・フォトレジストパターン５・・・・・・
電解エツチング液 ７・・・・・・陽極駆動機構

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電解液不溶性の良導体からなる陰極および絶縁基板
   上に形成させた耐食性被加工金属薄膜からなる陽極を共
   に途中の部分迄電解エッチング液中に浸漬して金属薄膜
   の電解エッチングを行なう際、該金属薄膜の浸漬深さを
   徐々に深くして、電解エッチング液の液面近くで主とし
   て行われるエッチングを金属薄膜の全面に順次適用せし
   めることを特徴とする金属薄膜の電解エッチング方法。 ２、フォトレジストパターンが形成された被加工金属薄
   膜が陽極として用いられる特許請求の範囲第１項記載の
   電解エッチング方法。 ３、金属薄膜の浸漬深さの調節が、陽極薄膜からの金属
   の溶出による電極間の電流の低下時乃至遮断時のみに行
   われるように駆動機構が電気的に制御される特許請求の
   範囲第１項または第２項記載の電解エッチング方法。