JPS6212311B2

JPS6212311B2 -

Info

Publication number: JPS6212311B2
Application number: JP11948978A
Authority: JP
Inventors: Moryuki Okamura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1978-09-28
Filing date: 1978-09-28
Publication date: 1987-03-18
Also published as: JPS5547382A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は化学研磨液、特にアルミニウム及びそ
の合金用の化学研磨液に関する。従来、アルミニウム及びその合金の研磨とし
て、機械的方法には、ベルト研削やバレル、熱的
方法には火炎溶融、プラズマ等、電気的方法には
電解研磨等があつて、これらを組合せながら行な
つていた。しかしながら部品の形状が複雑であつ
たり、多種類の部品を処理する場合には、部分的
にバリが取り除けなかつたり、多種類の治具、工
具を必要とするなど、処理性能や処理コストに難
点があつた。また、化学的方法としては、仕上げ
工程で化学研磨が行なわれていたが、これは研磨
力を強くすると部品の表面全体が荒れてしまい、
弱くすると、ちよつと大きなバリでも除去できな
くなつてしまう。つまり、バリの部分を選択的に
除去するという目的には適さなかつた。本発明の目的とするところは、アルミニウム及
びアルミニウム合金の精密な化学研磨液を提供す
ることである。さらに、被研磨部品にバリがある
ときに、その部品本体の損傷をできるだけ抑制し
ながら、バリ部分のみ選択的に研磨する化学研磨
液を提供することである。また、作業が容易でコ
ストの安い化学研磨液を提供することである。その特徴とするところは、酸と芳香族アルミニ
ウムキレート剤とを含有する化学研磨液にあり、
さらに必要に応じて界面活性剤、過酸化水素、ア
ルミニウムイオン、銅イオンを含有させた化学研
磨液にある。ここで適用する酸としては、従来アルミニウム
の化学研磨液として使われている燐酸、硫酸、硝
酸、弗酸等の無機酸や、酢酸等の有機酸があり、
これらの中から選択した１種または２種以上を混
合したものを用いる。この酸の濃度は、50重量％
〜95重量％が良く、特に好ましくは65重量％〜85
重量％が良い。この濃度は、低すぎるとアルミニ
ウムに対する反応性が低くて溶解反応が不充分
で、バリが除去できないか、或いはバリとりに非
常に長い時間を要する。逆に、酸の濃度が高すぎ
るとアルミニウムに対する反応性が非常に高くな
り、バリとり中に部品本体の損傷が非常に大きく
なつたり、またバリとり条件の管理が困難にな
る。また、本発明に適用する芳香族アルミニウムキ
レート剤として適用するものにはカテコール、カ
テコールジスルホン酸ナトリウム、オーリントリ
カルボン酸アンモニウム、オキシン、メチルオキ
シン、ジクロルオキシン、ジブロムオキシン、ジ
ヨードオキシン、α―ベンゾイルオキシム、モリ
ン、ヘマトキシリン、クペロン、ネオクペロン、
テトラサイクリン類等がある。これらの芳香族ア
ルミニウムキレート剤から選択した１種または２
種以上を混合したものを用いる。本発明に係る化学研磨液の反応機構は必ずしも
明らかではないが次のように推定される。研磨液
中のアルミニウム部品の表面付近において、酸に
溶解したアルミニウムイオンAl³⁺を前記芳香族ア
ルミニウムキレート剤がキレート化してアルミニ
ウムキレート化合物を生成するが、バリのような
突出部の周囲ではこの生成物が液の撹拌により拡
散あるいは移動しやすく、新たなアルミニウムキ
レート剤分子が供給されるので溶解反応が進む。
逆に、部品本体部分ではバリのような凸部とは異
なり、アルミニウムキレート化合物の拡散、移動
が不充分であるから、ここでキレート剤がAl³⁺に
よつて飽和してしまうとその後はAl³⁺のイオン濃
度がどんどん上昇して溶解反応が抑制される。この芳香族アルミニウムキレート剤の濃度とし
ては0.05重量％〜15重量％が良く、特に好ましく
は0.2重量％〜10重量％が良い。この濃度が高す
ぎると、バリの部分の溶解速度と部品本体部分の
溶解速度の間に充分な速度差が見られないので、
バリだけを選択的に溶解させるという目的は達成
できなくなる。また逆に15重量％よりも濃くして
もバリとり効果からみるとほとんど変わりがなく
なる。また界面活性剤を添加する事により、本体部分
（凹部）に活性剤分子が配向して、その疎水基を
研磨液側に向けるので、本体部分への化学研磨液
の接触が妨げられて、本体部の溶解による寸法変
化は、さらに小さくなると考えられる。一方、バ
リ部分（凸部）においては、凹部と同様に活性剤
分子の配向が考えられるが、凸部では、研磨液の
撹拌により生じた物理的力によつて、配向した活
性剤分子が再び研磨液中に拡散するので、溶解が
進むと考えられる。以上により、界面活性剤の添
加は、補助的にバリトリ効果を高める効果があ
る。この界面活性剤としてはポリシロキサン系非イ
オン界面活性剤、ポリシルメチレン系非イオン界
面活性剤、アルキルフエノールポリオキシエチレ
ン系非イオン界面活性剤等の非イオン界面活性剤
が適用される。その界面活性剤の添加量0.01重量
％以上で効果があり、好ましくは0.1重量％〜５
重量％が良い。また、過酸化水素を添加することにより被研磨
材の表面に不働体被膜を形成させ、研磨液の撹拌
効果の小さい本体部分（凹部）の表面の溶解を保
護し、研磨液撹拌効果の大きい凸部と溶解速度の
差をつけ、さらに良好な研磨効果を期待できる。
この過酸化水素の添加量は５％以下が良く、それ
より多いと急激なアルミニウム酸化反応が生じ
て、バリ部分のみならず本体まで損傷してしま
う。また、Al³⁺イオンを添加することにより研磨液
を熟成することができ、化学研磨液に建浴時から
安定したバリ取りを行なわせ得る。このAl³⁺イオ
ンの添加量は、燐酸アルミニウムAlpO₄・３1/2
H₂Oとして研磨液１当り５ｇ〜20ｇ程度が適当
である。また、銅イオンを添加することにより処理後の
部品表面の光択を良好にすることができる。その
添加量は、硫酸銅CuSO₄・5H₂Oとして、研磨液
１当り１ｇ〜20ｇが良い。本発明に係る化学研磨液を用いてアルミニウム
またはアルミニウム合金部品のバリとりを行う場
合の処理温度は、酸の種類と濃度にもよるが30℃
〜95℃が適用できる。つまり30℃以下では処理時
間が非常に長くなり、95℃以上では反応が活性す
ぎてバリ部分以外の本体も損傷が大きくなる。ま
た処理時間は、処理すべきバリの大きさやバリの
付け根部分の厚み等により異なるが２分〜150分
程度の範囲で適宜選択する。また同時に多数個の部品を処理するときに、処
理槽中の場所による温度差をなくし、バリ近辺の
反応生成物を速かに分散させてバリ部分の溶解反
応を促進し、均一で安定なバリとりを行なわせる
為に、処理液は、適宜エアーなどで撹拌すること
が有効である。以上詳述した本発明に係る化学研磨液の効果は
次のようである。アルミニウム及びアルミニウム合金の精密な研
磨を行うことができ、被研磨部品にバリがあると
きには、バリの部分を選択的に化学研磨すること
ができる。研磨後の仕上り面の状態も良好で、そ
の後工程でアルマイト処理等を行つても何等悪影
響を及ぼさない。また、複雑な形状の部品、精密
な部品など形状に係わらず処理することができ、
多種類の部品を同時に処理することもできる。治
具、工具も少くて良く、安全であり作業が簡単で
コストが安く、管理の容易な化学研磨を行うこと
ができる。実施例１〜８アルミニウムまたはアルミニウム合金の試料と
して、厚さ2.1mmの第１表記載の試験片を用意し
た。また化学研磨液として第１表記載の各構成の
化学研磨液の水溶液を用意した。前記試験片に
NCボール盤で５ケ所に穴をあけ、40℃に保持し
た研磨液中でエアー撹拌しながら120分間処理し
た後、水洗、乾燥した。このときの、試験片の穴
部のバリの寸法変化及び試験片本体の厚み変化を
オプチマイクロメーターを用いて測定して第１表
中に示した。なおタイロンはカテコールジスルホン酸ナトリ
ウムの別名であり、アルミノンはオーリントリカ
ルボン酸アンモニウムの別名であり、ここではい
ずれも東京化成工業製のものを用いた。また比較例として、市販の化学研磨液を使つて
同様に処理した結果を示したが、本発明に係る実
施例はいずれも良好な結果であつた。

【表】

Claims

【特許請求の範囲】１酸と芳香族アルミニウムキレート剤とを含有
することを特徴とする化学研磨液。２酸が無機酸である特許請求の範囲第１項記載
の研磨液。３酸の濃度が50重量％〜95重量％である特許請
求の範囲第１項記載の研磨液。４芳香族アルミニウムキレート剤の濃度が0.1
重量％〜10重量％である特許請求の範囲第１項記
載の研磨液。５界面活性剤を含有する特許請求の範囲第１項
記載の研磨液。６過酸化水素を含有する特許請求の範囲第１項
記載の研磨液。７アルミニウムイオンを含有する特許請求の範
囲第１項記載の研磨液。８銅イオンを含有する特許請求の範囲第１項記
載の研磨液。