KR101943399B1 - 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 방법 및 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 장치 - Google Patents

방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 방법 및 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 장치 Download PDF

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Abstract

방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 방법은, 최종 판두께까지 냉간 압연된 방향성 전자 강대(1)의 표면에 선 형상의 노출부를 남겨 에칭 마스크를 형성하는 마스크 형성 행정과, 전해 에칭 장치(4)의 직전에 배치된 위치 검출 센서(9) 및 센터링 장치(8)에 의해 방향성 전자 강대의 센터링을 행하는 센터링 행정과, 전해 에칭 장치에 있어서 방향성 전자 강대를 컨덕터 롤(43a, 43b)에 접촉시킴과 함께 전해욕(46) 중에 침지시켜 당해 전해욕 중에 배치된 전극(42)과 대향시키고, 당해 컨덕터 롤과 당해 전극의 사이에서 통전하여 전해 에칭하는 전해 에칭 처리를 실시하여 당해 방향성 전자 강대의 표면에 선 형상 홈을 형성하는 홈 형성 행정을 포함한다.

Description

방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 방법 및 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 장치{METHOD FOR CARRYING OUT CONTINUOUS ELECTROLYTIC ETCHING ON ORIENTED MAGNETIC STEEL STRIP, AND APPARATUS FOR CARRYING OUT CONTINUOUS ELECTROLYTIC ETCHING ON ORIENTED MAGNETIC STEEL STRIP}
본 발명은, 방향성 전자 강대(steel strip)의 연속 전해 에칭 방법 및 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 장치에 관한 것이다.
종래, 방향성 전자 강대(이하, 간단히 「강대」라고 적절히 말함)의 표면에, 전기 절연성 잉크를 이용하여 에칭 레지스트를 인쇄하고, 그 후, 이 에칭 레지스트를 인쇄한 강대 표면에 전해 에칭 처리에 의해 에칭 패턴을 형성함으로써, 이 강대의 특성을 개선하는 기술이 개시되어 있다(특허문헌 1 참조). 이들 전해 에칭 처리를 이용한 강대의 특성 개선의 기술을 공업적으로 행함에 있어서, 제품의 에칭 상태의 안정성이 우수한 전해 에칭 방법이 요구되고 있었다.
특허문헌 2에는, 강대의 폭 방향으로 균일한 홈 단면 형상을 얻기 위해 강대의 양측부를 덮어, 전해액의 강대 폭 방향의 흐름을 억제함으로써 폭 방향으로 균일한 에칭 능력을 갖게 하는 방법이 제안되어 있다.
일본특허공고공보 평8-6140호 일본공개특허공보 평10-204698호
에칭 상태의 안정성을 향상시킴에 대해서, 또한 개량의 여지가 있다. 예를 들면, 강대의 폭에 대하여 전극의 폭이 지나치게 큰 경우, 전극에 있어서의 강대보다 외측에 돌출된 부분으로부터 흐르는 전류에 의해, 강대 엣지부의 전해 에칭량이, 강대 중앙부 등의 그 외의 부분의 전해 에칭량보다도 커져, 강대 엣지부에 있어서 홈이 깊어지거나, 넓어지는 등, 균일한 폭 방향의 홈 형상이 얻어지지 않는 등의 문제가 발생한다.
본 발명의 목적은, 에칭 홈 형상의 강대의 폭 방향을 따른 변동을 억제하는 것이 가능한 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 방법 및 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 방법은, 최종 판두께까지 냉간 압연된 방향성 전자 강대의 표면에 선 형상의 노출부를 남겨 에칭 마스크를 형성하는 마스크 형성 행정(mask formation step)과, 전해 에칭 장치의 직전에 배치된 위치 검출 센서 및 센터링(centering) 장치에 의해 상기 방향성 전자 강대의 센터링을 행하는 센터링 행정과, 상기 전해 에칭 장치에 있어서 상기 방향성 전자 강대를 컨덕터 롤(conductor roll)에 접촉시킴과 함께 전해욕 중에 침지시켜 당해 전해욕 중에 배치된 전극과 대향시키고, 당해 컨덕터 롤과 당해 전극의 사이에서 통전하여 전해 에칭하는 전해 에칭 처리를 실시하여 당해 방향성 전자 강대의 표면에 선 형상 홈을 형성하는 홈 형성 행정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 방법의 상기 홈 형성 행정에 있어서, 폭이 상기 방향성 전자 강대의 강대 폭에 대하여 ±10㎜ 이내인 상기 전극을 이용하여 전해 에칭 처리를 실시하는 것이 바람직하다.
상기 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 방법의 상기 홈 형성 행정에 있어서, 폭 방향의 측면이 절연재에 의해 피복된 상기 전극을 이용하여 전해 에칭 처리를 실시하는 것이 바람직하다.
본 발명의 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 장치는, 최종 판두께까지 냉간 압연된 방향성 전자 강대의 표면에 선 형상의 노출부를 남겨 에칭 마스크를 형성하는 마스크 형성 장치와, 전해욕과, 당해 전해욕 중에 배치된 전극과, 컨덕터 롤을 갖고, 상기 방향성 전자 강대를 당해 컨덕터 롤에 접촉시킴과 함께 당해 전해욕 중에 침지시켜 당해 전극과 대향시키고, 당해 컨덕터 롤과 당해 전극의 사이에서 통전하여 전해 에칭하는 전해 에칭 처리를 실시하여 당해 방향성 전자 강대의 표면에 선 형상 홈을 형성하는 전해 에칭 장치와, 상기 전해 에칭 장치의 직전에 배치되고, 상기 방향성 전자 강대의 폭 방향의 위치를 검출하는 위치 검출 센서와, 상기 전해 에칭 장치의 직전에 배치되고, 상기 위치 검출 센서의 검출 결과에 기초하여 상기 방향성 전자 강대의 센터링을 행하는 센터링 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 방법 및 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 장치에 의하면, 에칭 홈 형상의 강대의 폭 방향을 따른 변동을 억제할 수 있다.
도 1은 실시 형태에 따른 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 에칭 마스크의 일 예를 나타내는 평면도이다.
도 3은 실시 형태에 따른 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 장치의 주요부를 나타내는 도면이다.
도 4는 실시 형태에 따른 전해 에칭 장치의 단면도이다.
도 5는 비교예에 따른 전해 에칭 장치의 단면도이다.
(발명을 실시하기 위한 형태)
이하에, 본 발명의 실시 형태에 따른 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 방법 및 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 장치에 대해 도면을 참조하면서 상세하게 설명한다. 또한, 이 실시 형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다. 또한, 하기의 실시 형태에 있어서의 구성 요소에는, 통상의 기술자가 용이하게 상정할 수 있는 것 혹은 실질적으로 동일한 것이 포함된다.
[실시 형태]
도 1 내지 도 5를 참조하여, 실시 형태에 대해서 설명한다. 본 실시 형태는, 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 방법 및 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 장치에 관한 것이다. 본 실시 형태의 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 방법은, 예를 들면 최종 판두께까지 냉간 압연된 방향성 전자 강대의 표면에 에칭 마스크를 선택적으로 형성하고 나서, 연속적으로 전해조에 장입하여 전해 에칭 처리를 실시함으로써, 방향성 전자 강대의 표면에 선 형상 홈을 형성하는 것이다. 도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 장치의 개략 구성도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 장치(이하, 간단히 「연속 전해 에칭 장치」라고도 칭함)(100)는, 에칭 레지스트 도포 장치(2), 건조 베이킹 장치(3), 전해 에칭 장치(4), 에칭 레지스트 제거 장치(5), 물 세정조(water rinse tank;6), 린스조(rinse tank;7), 센터링 장치(8) 및 위치 검출 센서(9)를 갖는다. 또한, 연속 전해 에칭 장치(100)에 의해 실행되는 본 실시 형태의 연속 전해 에칭 방법은, 마스크 형성 행정과, 센터링 행정과, 홈 형성 행정을 포함한다.
(마스크 형성 행정)
마스크 형성 행정은, 최종 판두께까지 냉간 압연된 방향성 전자 강대(1)의 표면(11)에 선 형상의 노출부(1b)(도 2 참조)를 남겨 에칭 마스크(1a)를 형성하는 행정이다. 연속 전해 에칭 장치(100)는, 마스크 형성 장치로서 에칭 레지스트 도포 장치(2) 및 건조 베이킹 장치(3)를 갖고 있으며, 에칭 레지스트 도포 장치(2) 및 건조 베이킹 장치(3)에 의해 마스크 형성 행정을 실행한다. 연속 전해 에칭 장치(100)는, 최종 판두께로 냉간 압연된 방향성 전자 강대(1)의 표면(11)에 에칭 레지스트를 도포하고, 건조 베이킹하여 에칭 마스크(1a)를 선택적으로 형성한다.
(센터링 행정)
센터링 행정은, 전해 에칭 장치(4)의 직전에 배치된 위치 검출 센서(9) 및 센터링 장치(8)에 의해 방향성 전자 강대(1)의 센터링을 행하는 행정이다. 이 센터링 행정에 의해 라인 센터로부터의 방향성 전자 강대(1)의 어긋남이 억제된다. 이에 따라, 전해 에칭 처리에 있어서의 전류 밀도의 편차가 억제되어, 균일한 형상의 선 형상 홈이 형성된다.
(홈 형성 행정)
홈 형성 행정은, 전해 에칭 장치(4)에 있어서 방향성 전자 강대(1)를 컨덕터 롤(43a, 43b)에 접촉시킴과 함께 전해욕(46) 중에 침지시켜 전해욕(46) 중에 배치된 전극(42)과 대향시켜, 컨덕터 롤(43a, 43b)과 전극(42)의 사이에서 통전하여 전해 에칭하는 전해 에칭 처리를 실시하여 방향성 전자 강대(1)의 표면(11)에 선 형상 홈을 형성하는 행정이다.
선 형상 홈이 도입된 방향성 전자 강대(1)는, 에칭 레지스트 제거 장치(5)에 의해 표면(11)으로부터 에칭 마스크(1a)가 제거되어, 물 세정조(6)와 린스조(7)에서 세정된다. 이하에, 본 실시 형태의 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 방법 및 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 장치(100)에 대해서, 상세하게 설명한다.
최종 판두께로 냉간 압연된 방향성 전자 강대(1)는, 반송 롤 등의 반송 장치에 의해, 에칭 레지스트 도포 장치(2), 건조 베이킹 장치(3), 전해 에칭 장치(4), 에칭 레지스트 제거 장치(5), 물 세정조(6) 및 린스조(7)의 순서로 반송된다. 에칭 레지스트 도포 장치(2)는, 방향성 전자 강대(1)의 표면(11)에 에칭 레지스트를 도포한다. 본 실시 형태의 에칭 레지스트 도포 장치(2)는, 그라비어 오프셋 인쇄(gravure offset printing)에 의해, 방향성 전자 강대(1)의 표면(11)에 선 형상의 노출부(1b)를 남겨 에칭 레지스트를 도포한다.
도 2에는, 방향성 전자 강대(1)에 형성되는 에칭 마스크의 일 예가 나타나 있다. 방향성 전자 강대(1)의 표면(11)에는, 선 형상의 노출부(1b)를 남겨 띠 형상의 에칭 마스크(1a)가 형성된다. 노출부(1b)는, 예를 들면, 방향성 전자 강대(1)의 길이 방향(반송 방향)에 대하여 소정의 경사각θ로 경사져 있다. 반송 방향에 있어서의 노출부(1b)의 폭은 d, 반송 방향에 있어서의 에칭 마스크(1a)의 폭은 L이다.
도 1로 돌아와서, 에칭 레지스트 도포 장치(2)는, 백업 롤(2a), 그라비어 롤(gravure roll;2b) 및 고무 전사 롤(2c)을 갖는다. 고무 전사 롤(2c)은, 그라비어 롤(2b)과 백업 롤(2a)의 사이에 배치되어 있고, 각 롤(2a, 2b)과 접촉하고 있다. 그라비어 롤(2b)에는, 방향성 전자 강대(1)에 형성하는 에칭 마스크(1a)의 형상에 대응하는 오목부가 형성되어 있다. 이 오목부에 고인 에칭 레지스트의 잉크는, 고무 전사 롤(2c)을 통하여 방향성 전자 강대(1)의 표면(11)에 전사된다. 고무 전사 롤(2c)은, 백업 롤(2a)과의 사이에 방향성 전자 강대(1)를 사이에 끼우고, 압압하면서 잉크를 방향성 전자 강대(1)에 도포한다. 에칭 레지스트로서 사용하는 잉크는, 알키드계 수지, 에폭시계 수지, 폴리에틸렌계 수지 중 어느 수지를 주성분으로 하는 레지스트 잉크가 적합하다.
건조 베이킹 장치(3)는, 방향성 전자 강대(1)의 표면(11)에 도포된 에칭 레지스트의 잉크를 건조시켜 베이킹한다. 이에 따라, 방향성 전자 강대(1)의 표면(11)에는, 선 형상의 노출부(1b)를 남겨 에칭 마스크(1a)가 형성된다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 전해 에칭 장치(4)의 직전에는, 위치 검출 센서(9) 및 센터링 장치(8)가 배치되어 있다. 환언하면, 위치 검출 센서(9) 및 센터링 장치(8)는, 전해 에칭 장치(4)의 입구측이고, 또한 전해 에칭 장치(4)의 근방에 배치되어 있다. 센터링 장치(8)는, 위치 검출 센서(9)보다도 방향성 전자 강대(1)의 반송 방향의 상류측에 배치되어 있다. 위치 검출 센서(9)는, 방향성 전자 강대(1)의 폭 방향 위치를 검출한다. 전형적으로는, 위치 검출 센서(9)는, 방향성 전자 강대(1)의 폭 방향의 양단면(엣지)의 위치를 검출함으로써, 방향성 전자 강대(1)의 폭 방향의 중심 위치를 검출한다. 위치 검출 센서(9)에 의해 검출된 폭 방향 위치는, 센터링 장치(8)에 이송된다. 센터링 장치(8)는, 위치 검출 센서(9)의 검출 결과에 기초하여 방향성 전자 강대(1)의 센터링을 행한다. 전형적으로는, 센터링 장치(8)는, 위치 검출 센서(9)로부터 취득한 폭 방향 위치에 기초하여, 미리 정해진 라인 센터로부터의 어긋남을 없애도록 방향성 전자 강대(1)의 폭 방향의 중심 위치를 조절한다. 센터링 장치(8)는, 예를 들면, 하류측 롤러(8a)의 회전축 선에 대하여 상류측 롤러(8b)의 회전축 선을 경사시킴으로써, 방향성 전자 강대(1)의 폭 방향 위치를 조정한다.
전해 에칭 장치(4)는, 전해 에칭조(41), 전극(42), 컨덕터 롤(43a, 43b), 백업 롤(44a, 44b), 싱크 롤(45a, 45b), 전해욕(46) 및 전원(47)을 갖는다. 전해 에칭 장치(4)는, 컨덕터 롤(43a, 43b)을 방향성 전자 강대(1)와 접촉시킨 상태로 싱크 롤(45a, 45b)에 의해 방향성 전자 강대(1)의 일부를 전해욕(46)에 침지시켜, 싱크 롤(45a, 45b)의 사이에 방향성 전자 강대(1)와 전극(42)을 대향시킨다. 전해 에칭 장치(4)는, 컨덕터 롤(43a, 43b)과 전극(42)의 사이에서 통전하고, 전해 에칭 처리에 의해 방향성 전자 강대(1)의 표면(11)에 선 형상 홈을 형성한다.
전해욕(46)은, 전해 에칭조(41) 내에 저류되어 있다. 전해욕(46)은, 예를 들면 NaCl 수용액이나 KCl 수용액 등의 전해액이다. 전극(42)은, 전해욕(46) 중에 배치되어 있다. 컨덕터 롤(43a, 43b) 및 백업 롤(44a, 44b)은, 전해 에칭조(41) 내에 있어서의 전해욕(46)의 액면보다도 상방에 배치되어 있다. 입구측 컨덕터 롤(43a) 및 입구측 백업 롤(44a)은, 전해 에칭조(41)에 있어서의 입구측에 배치되어 있다. 출구측 컨덕터 롤(43b) 및 출구측 백업 롤(44b)은, 전해 에칭조(41)에 있어서의 출구측에 배치되어 있다. 컨덕터 롤(43a, 43b)은, 방향성 전자 강대(1)에 접촉하는 양극(anode)이다. 입구측 컨덕터 롤(43a)과 입구측 백업 롤(44a)의 사이에 방향성 전자 강대(1)가 사이에 끼워짐으로써, 방향성 전자 강대(1)와 입구측 컨덕터 롤(43a)의 접촉 상태가 유지된다. 또한, 출구측 컨덕터 롤(43b)과 출구측 백업 롤(44b)의 사이에 방향성 전자 강대(1)가 사이에 끼워짐으로써, 방향성 전자 강대(1)와 출구측 컨덕터 롤(43b)의 접촉 상태가 유지된다.
싱크 롤(45a, 45b)은, 전해욕(46)에 침지되어 있고, 방향성 전자 강대(1)를 전해욕(46) 내에 침지시킨다. 전해 에칭조(41)에 있어서, 입구측 싱크 롤(45a)은 입구측에, 출구측 싱크 롤(45b)은 출구측에 배치되어 있다. 방향성 전자 강대(1)는, 입구측 백업 롤(44a), 입구측 싱크 롤(45a), 출구측 싱크 롤(45b) 및 출구측 백업 롤(44b)에 각각 감겨진 상태로 전해 에칭조(41) 내를 반송된다. 반송되는 방향성 전자 강대(1)는, 입구측 백업 롤(44a)과 입구측 싱크 롤(45a)의 사이에서 전해욕(46) 내로 들어가, 각 싱크 롤(45a, 45b)의 하측을 통과하여, 출구측 싱크 롤(45b)과 출구측 백업 롤(44b)의 사이에서 전해욕(46)으로부터 나온다.
전극(42)은, 컨덕터 롤(43a, 43b)과 쌍을 이루는 부극(cathode)이다. 전극(42)은 전원(47)의 부극측에, 컨덕터 롤(43a, 43b)은 전원(47)의 양극측에 접속되어 있다. 전해 에칭 장치(4)에서는, 전원(47), 컨덕터 롤(43a, 43b), 방향성 전자 강대(1), 전해욕(46) 및 전극(42)을 경유하는 전류 회로가 구성된다. 전해 에칭 처리에 있어서의 전류 밀도는, 1∼100[A/dm2]의 범위가 바람직하다. 전류 밀도가 지나치게 낮으면 에칭 효과가 충분히 얻어지지 않고, 또한, 지나치게 높으면 에칭 마스크(1a)가 손상되어 버린다.
도 3에 나타내는 바와 같이, 평판 형상의 전극(42)은, 전해욕(46) 중에 있어서 방향성 전자 강대(1)의 표면(11)과 대향하는 위치에 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 전극(42)은, 전해욕(46) 중에 있어서의 방향성 전자 강대(1)보다도 하부에 배치되어 있고, 또한 방향성 전자 강대(1)의 표면(11)에 있어서의 입구측 싱크 롤(45a)로부터 출구측 싱크 롤(45b)까지의 범위와 대향하고 있다.
도 4에는, 도 3의 Ⅳ-Ⅳ 단면이 나타나 있다. 전극(42)은, 라인 센터와 폭 방향에 있어서의 전극(42)의 중심선이 일치하도록 배치되어 있다. 도 4에 나타내는 바와 같이, 방향성 전자 강대(1)의 폭(L1)에 대하여, 전극(42)의 폭(L2)이 동일한 크기, 혹은 거의 동일한 크기로 되어 있다. 이에 따라, 방향성 전자 강대(1)의 폭 방향 단부(1e) 부근의 불필요한 전해를 억제할 수 있다. 전극(42)의 폭(L2)은, 방향성 전자 강대(1)의 폭(L1)±10[㎜]인 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 전극(42)의 폭(L2)은 방향성 전자 강대(1)의 폭(L1)과 동일하게 되어 있다. 도 5에 나타내는 비교예와 같이 전극(50)의 폭(L3)이 방향성 전자 강대(1)의 폭(L1)보다도 일정 이상으로 큰 경우, 방향성 전자 강대(1)의 폭 방향 단부(1e)에 있어서, 전해의 대상이 아닌 부분, 즉 노출부(1b) 이외의 부분이 전해 에칭되어 버린다. 또한, 노출부(1b)에 있어서, 폭 방향의 단부가 중앙부보다도 과도하게 전해 에칭되어 버린다. 이에 대하여, 본 실시 형태의 전해 에칭 장치(4)에서는, 전극(42)의 폭(L2)이 방향성 전자 강대(1)의 폭(L1)과 동일한 점에서, 불필요한 전해 에칭 처리나 폭 방향 단부(1e)에 있어서의 과도한 전해 에칭 처리가 억제된다.
또한, 본 실시 형태의 전해 에칭 장치(4)에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 전극(42)의 폭 방향의 측면(42a)이 절연재(48)에 의해 피복되어 있다. 도 5에 나타내는 비교예에서는, 전극(50)의 측면(50a)이 전해욕(46)과 접촉하고 있는 점에서, 방향성 전자 강대(1)로부터 전극(50)의 측면(50a)으로 전류가 흐른다. 이에 따라, 방향성 전자 강대(1)의 폭 방향 단부(1e)를 흐르는 전류값(전류 밀도)이 폭 방향 중앙부를 흐르는 전류값(전류 밀도)보다도 커져, 폭 방향 단부에 있어서 과도하게 에칭되어 버린다. 한편, 본 실시 형태의 전해 에칭 장치(4)에서는, 절연재(48)가 방향성 전자 강대(1)로부터 전극(42)의 측면(42a)으로 전류가 흐르는 것을 규제한다. 이에 따라, 방향성 전자 강대(1)의 폭 방향 단부(1e)가 과도하게 전해 에칭되어 버리는 것이 억제된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 전극(42)의 이면(42b)도 절연재(48)에 의해 피복되어 있다. 이에 따라, 방향성 전자 강대(1)로부터 전극(42)의 이면(42b)으로 전류가 흐르는 것이 억제되어 있다.
[실시예]
실시예에 대해서 설명한다. 표 1에는, 실시예 1에서 실시예 6까지의 각 실시예 및 비교예의 시험 조건 및 결과가 나타나 있다. 각 실시예 및 비교예에 있어서, 방향성 전자 강대(1)는, Si: 3.0[mass%]을 포함하는 0.22[㎜] 두께의 강대이고, 최종 냉간 압연 후의 강대 폭(L1)이 1,000[㎜]이다. 에칭 레지스트로서, 에폭시 수지를 주성분으로 하는 레지스트 잉크가 이용되었다. 건조 베이킹 온도는 100[℃]이다. 또한, 에칭 마스크의 두께는 3[㎛]이다.
에칭 레지스트 도포 장치(2) 및 건조 베이킹 장치(3)가 방향성 전자 강대(1)의 표면(11)에 에칭 마스크(1a)를 형성한 후, 전해 에칭 장치(4)가 방향성 전자 강대(1)에 직접 통전 방식에 의한 전해 에칭 처리를 실시한다. 전해욕(46)은, NaCl 수용액이다. 선 형상 홈의 홈 형상의 목표값은, 폭: 150[㎛], 깊이: 20[㎛]이고, 홈 간격: 3[㎜]이다.
전해 에칭 처리가 이루어진 후, 방향성 전자 강대(1)는 에칭 레지스트 제거 장치(5), 물 세정조(6) 및 린스조(7)를 통과하여 표면(11)의 에칭 마스크(1a)가 제거된다. 선 형상 홈의 홈 깊이는, 에칭 마스크(1a)가 제거된 후에 계측되었다. 홈 깊이의 계측 개소는, 방향성 전자 강대(1)의 폭 방향을 따라 일단에서 타단까지 등간격으로 10개소 설정되어 있다. 10개소의 계측값으로부터, 홈 깊이의 평균값 및 편차가 산출되었다.
에칭 마스크(1a)가 제거된 방향성 전자 강대(1)는, 탈탄 어닐링된 후, 최종 마무리 어닐링이 이루어진다. 이렇게 하여 얻어진 방향성 전자 강대(1)에 대해서, 자기 특성(철손 W17/50[W/㎏])이 측정되었다. 자기 특성의 계측 개소는, 방향성 전자 강대(1)의 폭 방향을 따라 일단에서 타단까지 등간격으로 10개소 설정되어 있다. 10개소의 계측값으로부터, 철손 W17/50의 평균값 및 편차가 산출되었다.
모든 실시예 1∼6에 있어서, 센터링 장치(8)에 의한 센터링 제어가 이루어진다. 각 실시예는, 전극(42)의 폭(L2)의 크기 및 전극(42)의 폭 방향 측면(42a)을 덮는 절연재(48)의 유무가 상이하다. 표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1은, 센터링 제어: 있음, 전극(42)의 폭(L2): 1,010[㎜](방향성 전자 강대(1)의 폭(L1)+10[㎜]), 절연재(48): 없음, 이다. 실시예 2는, 전극(42)의 폭(L2)이 1,000[㎜]인 점에서 실시예 1과 상이하다. 실시예 3은, 전극(42)의 폭(L2)이 990[㎜](방향성 전자 강대(1)의 폭(L1)-10[㎜])인 점에서 실시예 1과 상이하다. 실시예 4는, 절연재(48)가 있는 점에서 실시예 1과 상이하다. 실시예 5는, 전극(42)의 폭(L2)이 1,000[㎜]인 점 및 절연재(48)가 있는 점에서 실시예 1과 상이하다. 실시예 6은, 전극(42)의 폭(L2)이 990[㎜]인 점 및 절연재(48)가 있는 점에서 실시예 1과 상이하다. 비교예는, 센터링 제어: 없음, 전극(42)의 폭(L2): 1,010[㎜], 절연재(48): 없음, 이다.
표 1에 나타내는 바와 같이, 비교예에서는, 목표값(20[㎛])에 대하여 평균홈 깊이가 0.14[㎛] 어긋나 있다. 이에 대하여, 실시예 1 내지 실시예 6에서는, 홈 깊이의 목표값에 대한 평균값의 편차량은, 최대로 0.04[㎛]이다. 또한, 비교예에서는 홈 깊이의 분포 폭이 ±0.5[㎛]인 것에 대하여, 각 실시예에서는, 홈 깊이의 분포 폭이 최대로 ±0.09[㎛]로 억제되어 있다.
철손 W17/50에 대해서 살펴보면, 비교예에서는 평균값이 0.752[W/㎏]인 것에 대하여, 실시예에서는, 0.720∼0.731[W/㎏]로 양호하다. 또한, 비교예에서는, 철손 W17/50의 편차가 ±0.020[W/㎏]인 것에 대하여, 실시예에서는, 편차의 최대가 ±0.009[W/㎏]로 비교예의 절반 미만이다. 각 실시예 중에서, 실시예 5는 홈 깊이의 정밀도 및 철손 W17/50의 값에 있어서 가장 우수하다. 즉, 센터링 제어에 의한 효과에 더하여, 전극(42)의 폭(L2)을 방향성 전자 강대(1)의 폭(L1)과 일치시키는 것 및 절연재(48)에 의해 전극(42)의 측면(42a)을 덮음에 따른 상승 효과에 의해, 방향성 전자 강대(1)의 폭 방향을 따른 에칭 홈 형상의 변동이 효과적으로 억제된다. 또한, 이에 따라, 양호한 철손 W17/50의 값이 얻어진다.
Figure 112017095204024-pct00001
이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태의 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 방법은, 마스크 형성 행정과, 센터링 행정과, 홈 형성 행정을 포함한다. 센터링 행정에 있어서, 전해 에칭 장치(4)의 직전에 배치된 위치 검출 센서(9) 및 센터링 장치(8)에 의해 방향성 전자 강대(1)의 센터링이 이루어짐으로써, 전극(42)의 중심선에 대하여 방향성 전자 강대(1)의 중심선이 폭 방향으로 어긋나는 것이 억제된다. 이에 따라, 방향성 전자 강대(1)의 폭 방향에 있어서 전류 밀도의 치우침이 발생하는 것이 억제된다. 따라서, 본 실시 형태의 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 방법은, 방향성 전자 강대(1)의 폭 방향을 따른 에칭 홈 형상의 변동을 억제할 수 있다.
본 실시 형태의 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 방법은, 방향성 전자 강대(1)의 폭 방향으로 균일한 에칭 홈 형상을 부여할 수 있다. 또한, 전해 에칭 처리에 기여하지 않는 전류나, 불필요한 전해 에칭 처리를 행하는 쓸데 없는 전류를 삭감할 수 있기 때문에, 전해 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 전해 에칭 장치(4) 내의 사행(meander)에 의한 간섭을 방지할 수 있고, 생산 기회 손실이나 방향성 전자 강대(1)의 엣지 손상에 의한 수율 손실을 저감할 수 있다.
또한, 본 실시 형태의 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 방법은, 홈 형성 행정에 있어서, 폭(L2)이 방향성 전자 강대(1)의 폭(L1)에 대하여 ±10㎜ 이내인 전극(42)을 이용하여 전해 에칭 처리를 실시한다. 이에 따라, 방향성 전자 강대(1)의 폭 방향 단부에 있어서의 전류 밀도가 중앙부에 있어서의 전류 밀도와 상이해져 버리는 것이 억제된다. 따라서, 방향성 전자 강대(1)의 폭 방향을 따른 에칭 홈 형상의 변동이 억제된다.
또한, 본 실시 형태의 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 방법은, 홈 형성 행정에 있어서, 폭 방향의 측면(42a)이 절연재(48)에 의해 피복된 전극(42)을 이용하여 전해 에칭 처리를 실시한다. 이에 따라, 방향성 전자 강대(1)와 전극(42)의 측면(42a)의 사이에 전류가 흐르는 것이 규제되어, 방향성 전자 강대(1)의 폭 방향 단부에 있어서의 전류 밀도가 중앙부에 있어서의 전류 밀도보다도 커지는 것이 억제된다. 따라서, 방향성 전자 강대(1)의 폭 방향을 따른 에칭 홈 형상의 변동이 억제된다.
본 실시 형태의 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 장치(100)는, 마스크 형성 장치(에칭 레지스트 도포 장치(2) 및 건조 베이킹 장치(3))와, 전해 에칭 장치(4)와, 위치 검출 센서(9)와, 센터링 장치(8)를 갖는다. 위치 검출 센서(9)의 검출 결과에 기초하여 센터링 장치(8)에 의한 방향성 전자 강대(1)의 센터링이 이루어짐으로써, 전극(42)의 중심선에 대하여 방향성 전자 강대(1)의 중심선이 폭 방향으로 어긋나는 것이 억제된다. 이에 따라, 방향성 전자 강대(1)의 폭 방향에 있어서 전류 밀도의 치우침이 발생하는 것이 억제된다. 따라서, 본 실시 형태의 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 장치(100)는, 방향성 전자 강대(1)의 폭 방향을 따른 에칭 홈 형상의 변동을 억제할 수 있다.
또한, 방향성 전자 강대(1)에 대하여 에칭 레지스트를 도포하는 에칭 레지스트 도포 장치(2)는, 상기에 있어서 설명한 장치에 한정되는 것은 아니다. 에칭 레지스트 도포 장치(2)는, 오프셋 롤을 이용하지 않는 그라비어 인쇄, 평판 오프셋 인쇄 및 스크린 인쇄 등의 방법을 모두 적합하게 이용할 수 있다. 그라비어 오프셋 인쇄는, 코일에서의 연속 인쇄가 용이한 경우, 안정된 인쇄면이 얻어지는 경우, 레지스트 두께의 컨트롤이 용이한 경우 등에서 적합하다.
상기의 각 실시 형태에 개시된 내용은, 적절히 조합하여 실행할 수 있다.
본 발명에 의하면, 에칭 홈 형상의 강대의 폭 방향을 따른 변동을 억제하는 것이 가능한 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 방법 및 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 장치를 제공할 수 있다.
1: 방향성 전자 강대
1a: 에칭 마스크
1b: 노출부
2: 에칭 레지스트 도포 장치
2a: 백업 롤
2b: 그라비어 롤
2c: 고무 전사 롤
3: 건조 베이킹 장치
4 전해 에칭 장치
5: 에칭 레지스트 제거 장치
6: 물 세정조
7: 린스조
8: 센터링 장치
9: 위치 검출 센서
11: 표면
41: 전해 에칭조
42, 50: 전극
43a: 입구측 컨덕터 롤
43b: 출구측 컨덕터 롤
44a: 입구측 백업 롤
44b: 출구측 백업 롤
45a: 입구측 싱크 롤
45b: 출구측 싱크 롤
46: 전해욕
47: 전원
48: 절연재
100: 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 장치

Claims (4)

  1. 최종 판두께까지 냉간 압연된 방향성 전자 강대의 표면에 선 형상의 노출부를 남겨 에칭 마스크를 형성하는 마스크 형성 행정과,
    전해 에칭 장치의 직전에 배치된 위치 검출 센서 및 센터링 장치에 의해 상기 방향성 전자 강대의 센터링을 행하는 센터링 행정과,
    상기 전해 에칭 장치에 있어서 상기 방향성 전자 강대를 컨덕터 롤에 접촉시킴과 함께 전해욕 중에 침지시켜 당해 전해욕 중에 배치된 전극과 대향시키고, 당해 컨덕터 롤과 당해 전극의 사이에서 통전하여 전해 에칭하는 전해 에칭 처리를 실시하여 당해 방향성 전자 강대의 표면에 선 형상 홈을 형성하는 홈 형성 행정을 구비하고,
    상기 홈 형성 행정에 있어서, 폭 방향의 측면이 절연재에 의해 피복된 상기 전극을 이용하여 상기 전해 에칭 처리를 실시하는 것을 특징으로 하는 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 홈 형성 행정에 있어서, 상기 전해 에칭 처리에 이용되는 상기 전극은, 폭이 상기 방향성 전자 강대의 강대폭에 대하여 ±10㎜ 이내인 것을 특징으로 하는 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 방법.
  3. 최종 판두께까지 냉간 압연된 방향성 전자 강대의 표면에 선 형상의 노출부를 남겨 에칭 마스크를 형성하는 마스크 형성 장치와,
    전해욕과, 당해 전해욕 중에 배치된 전극과, 컨덕터 롤을 갖고, 상기 방향성 전자 강대를 당해 컨덕터 롤에 접촉시킴과 함께 당해 전해욕 중에 침지시켜 당해 전극과 대향시키고, 당해 컨덕터 롤과 당해 전극의 사이에서 통전하여 전해 에칭하는 전해 에칭 처리를 실시하여 당해 방향성 전자 강대의 표면에 선 형상 홈을 형성하는 전해 에칭 장치와,
    상기 전해 에칭 장치의 직전에 배치되고, 상기 방향성 전자 강대의 폭 방향의 위치를 검출하는 위치 검출 센서와,
    상기 전해 에칭 장치의 직전에 배치되고, 상기 위치 검출 센서의 검출 결과에 기초하여 상기 방향성 전자 강대의 센터링을 행하는 센터링 장치를 구비하고,
    상기 전해 에칭 장치의 상기 전극은, 폭 방향의 측면이 절연재에 의해 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 전해 에칭 장치의 상기 전극은, 폭이 상기 방향성 전자 강대의 강대폭에 대하여 ±10㎜ 이내인 것을 특징으로 하는 방향성 전자 강대의 연속 전해 에칭 장치.
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