KR102469728B1

KR102469728B1 - Surface treatment method and surface treatment apparatus

Info

Publication number: KR102469728B1
Application number: KR1020180096586A
Authority: KR
Inventors: 후미아키 이시구레; 사카에 이나요시; 카츠히로 후지타; 히로시 사토
Original assignee: 가부시키가이샤 아루박; 아루박 테크노 가부시키가이샤
Priority date: 2017-08-23
Filing date: 2018-08-20
Publication date: 2022-11-22
Also published as: JP6558649B2; CN109423674A; JP2019039030A; KR20190022348A; CN109423674B

Abstract

본 발명의 표면 처리 방법은, 밸브 금속으로 이루어진 피처리체의 피처리면에, 복수의 처리 구획을 설정하고, 각 처리 구획에 연속적 또는 단속적으로 전해액에 침지하여, 아노드 산화 처리를 실시하고, 상기 피처리면에 산화 피막을 형성한다. 상기 아노드 산화 처리는, 제M(M은 2 이상의 정수) 공정으로 구성되고, 있다. 상기 제M 공정은, 상기 피처리체 중 제1 처리 구획 만을 상기 전해액에 침지시켜, 마이크로 아크 산화 처리를 포함한 아노드 산화 처리의 최고 전압 V_Max 보다 낮은 전압 V_M으로 보지(保持)하고, 소정의 전류 I₁이 되도록, 상기 피처리체의 제1 처리 구획에 소망하는 산화 피막을 형성하는 제Ma 공정과, 상기 제Ma 공정을 마친 피처리체를, 상기 제1 처리 구획에 인접한 제2 처리 구획까지 상기 전해액에 침지시켜, 제Ma 공정과 동일 조건에서 상기 제2 처리 구획에 소망하는 산화 피막을 형성하는 제Mb 공정과, 상기 제Mb 공정을 마친 피처리체를, 제n 처리 구획까지 상기 전해액에 침지시켜, 제Ma 공정과 동일 조건에서 상기 제n 처리 구획에 소망하는 산화 피막을 형성하여, 상기 피처리면의 전역에 걸쳐 산화 피막을 형성하는 제Mn 공정(n은 1 이상의 정수)을 갖춘다. 상기 전압 V_M을 상기 최고 전압 V_Max의 방향으로 순서대로 증가시켜 소정의 수치로서, 상기 제M 공정을 반복해 실시함으로써, 합계 막 두께가 소망하는 두께로 된 상기 산화 피막을 형성한다.In the surface treatment method of the present invention, a plurality of treatment zones are set on a target surface of a target object made of valve metal, and each treatment zone is continuously or intermittently immersed in an electrolyte solution to perform an anode oxidation treatment. An oxide film is formed on the back surface. The anode oxidation treatment is composed of Mth steps (M is an integer greater than or equal to 2). In the Mth process, only the first processing section of the object to be processed is immersed in the electrolyte solution and held at a voltage V _M lower than the highest voltage V _Max of an anode oxidation process including a micro arc oxidation process, The Ma step of forming a desired oxide film in the first processing compartment of the object to be processed so that the current I ₁ , and the object to be processed after the Ma step are transferred to the second processing compartment adjacent to the first processing compartment. The Mb process of immersing in an electrolyte solution to form a desired oxide film in the second processing compartment under the same conditions as the Ma process; , and an Mn-th step (n is an integer of 1 or greater) for forming a desired oxide film in the n-th treatment section under the same conditions as the Ma-th step, and forming an oxide film over the entire surface of the surface to be treated. The oxide film having a total film thickness of a desired thickness is formed by repeating the Mth step by increasing the voltage V _M sequentially in the direction of the highest voltage V _Max to a predetermined value.

Description

Surface treatment method and surface treatment apparatus {SURFACE TREATMENT METHOD AND SURFACE TREATMENT APPARATUS}

본 발명은, 피처리체에 표면 처리를 실시하는 표면 처리 방법 및 표면 처리 장치와 연관된다. 보다 상세하게는, 본 발명은, 알루미늄, 탄탈륨, 니오브, 티탄, 하프늄, 지르코늄, 아연, 텅스텐, 비스무트, 안티몬 등의 밸브 금속으로 이루어진 피처리체의 피처리면에 산화 피막을 형성하는 표면 처리 방법 및 표면 처리 장치에 관한 것이다. 또한, 밸브 금속은, 밸브 메탈 혹은 변금속(弁金屬)으로도 호칭된다.The present invention relates to a surface treatment method and a surface treatment apparatus for subjecting a target object to surface treatment. More specifically, the present invention relates to a surface treatment method and surface for forming an oxide film on a target surface of a target object made of a valve metal such as aluminum, tantalum, niobium, titanium, hafnium, zirconium, zinc, tungsten, bismuth, and antimony. It is about a processing device. In addition, valve metal is also called valve metal or valve metal.

도 7a 및 도 7b에 도시한 것처럼, 소면적(小面積)의 피처리체(111)에 대해 마이크로 아크 산화 처리를 포함한 아노드 산화 처리(Anodic oxidation treatment)를 실시함으로써, 피처리체의 표면에 산화 피막을 형성하는 표면 처리 방법이 공지되어 있다. 도 7a 및 도 7b에서, 부호(121)은 전해액조(電解液槽)를, 부호(122)는 전해액(電解液)을 각각 나타내고 있다. 피처리체(111)가 소면적인 경우에는, 피처리체(111)의 전체를 전해액(122) 중(中)에 침지(浸漬) 함으로써, 산화 피막을 형성해도 무방하다. 그렇지만, 피처리체(111)가 대면적(大面積)이 되면서, 도 7a 및 도 7b에 나타낸 수법, 즉 고전압, 고전류 밀도를 필요로 하는 마이크로 아크 산화 처리를 포함한 아노드 산화 처리에서는, 전원, 칠러 등의 설비가 커져, 대면적의 피처리체를 처리하는 것이 곤란하게 되었다.As shown in FIGS. 7A and 7B , an anodic oxidation treatment including micro-arc oxidation is applied to a small area of the object 111 to be treated, thereby forming an oxide film on the surface of the object to be treated. A surface treatment method for forming is known. 7A and 7B, reference numeral 121 denotes an electrolyte tank and reference numeral 122 denotes an electrolyte solution, respectively. When the object to be processed 111 has a small area, an oxide film may be formed by immersing the entire object to be processed 111 in the electrolyte solution 122. However, in the method shown in FIGS. 7A and 7B, that is, the anode oxidation treatment including the micro-arc oxidation treatment requiring high voltage and high current density, as the object to be processed 111 has a large area, the power supply and chiller and the like have become large, making it difficult to process large-area objects to be processed.

이 과제를 해소하기 위해, 대면적의 피처리체의 표면을 분할해 복수 회로 나눠서 마이크로 아크 산화 처리를 포함한 아노드 산화 처리를 실시함으로써, 피처리체의 표면 전체에 산화 피막을 형성하는 표면 처리 방법을, 본 발명자는 먼저 제안하고 있다(특허문헌 1). 여기서, 마이크로 아크 산화 처리(불꽃 방전을 동반하는 아노드 산화 처리)란, 아노드 산화 처리의 일종으로, 뛰어난 산화 피막을 형성하는 것이 가능한 표면 처리 방법을 의미한다. 그러나, 특허문헌 1에 개시된 방법에서는, 전해액으로부터 피처리체를 인상(引上)해 마스크 재(材)를 제거하는 공정이 있기 때문에 작업 효율이 나쁘다는 과제가 있었다.In order to solve this problem, a surface treatment method is provided in which an oxide film is formed on the entire surface of the object to be treated by dividing the surface of a large-area object to be treated and dividing it into a plurality of times to perform an anode oxidation treatment including micro-arc oxidation treatment, This inventor proposes first (patent document 1). Here, the micro-arc oxidation treatment (anod oxidation treatment accompanied by spark discharge) is a type of anode oxidation treatment and means a surface treatment method capable of forming an excellent oxide film. However, in the method disclosed in Patent Literature 1, since there is a step of lifting the object to be processed from the electrolyte solution and removing the mask material, there is a problem that the work efficiency is poor.

또한, 특허문헌 1의 방법에서의 과제를 해결하기 위해, 마스크를 이용하지 않고 표면 처리하는 방법을, 본 발명자는 제안하고 있다(특허문헌 2). 이에 따라, 마스크 재를 제거하는 공정이 불필요해져, 작업 효율이 개선되었다. 그러나, 특허문헌 2에 개시된 방법에서는, 피처리체의 처리면에 줄무늬가 잔존하여, 처리면 외관의 개선이 요구되고 있었다.Moreover, in order to solve the subject in the method of patent document 1, this inventor proposes the method of surface treatment without using a mask (patent document 2). Accordingly, the process of removing the mask material is unnecessary, and work efficiency is improved. However, in the method disclosed in Patent Literature 2, streaks remain on the treated surface of the object to be treated, and improvement in the appearance of the treated surface has been desired.

그래서, 본 발명자는 대면적의 피처리체의 표면을 분할하지 않고, 수 m²의 피처리체에 대해 마이크로 아크 산화 처리하는 방법을 검토하였다. 마이크로 아크 산화 처리(불꽃 방전을 동반하는 아노드 산화 처리)의 경우, 불꽃 방전을 동반하지 않는 통상의 아노드 산화 처리에 비해, 높은 전류 밀도 또한 고전압으로 처리를 실시한다. 이 때문에, 마이크로 아크 산화 처리에 따라, 처리 면적이 큰 피처리체에 대해 산화 피막을 형성하는 경우, 대규모 전원 설비나, 대형의 전해액 냉각 기구 등이 필요하게 되어, 설비면에서 비용이 드는 과제가 있었다.Therefore, the present inventors studied a method of performing micro-arc oxidation treatment on a target object of several m ² without dividing the surface of the target object having a large area. In the case of the micro-arc oxidation treatment (anodic oxidation treatment accompanied by spark discharge), the treatment is performed at a higher current density and higher voltage than in the normal anode oxidation treatment without spark discharge. For this reason, when an oxide film is formed on a target object having a large treatment area by microarc oxidation treatment, a large-scale power supply facility or a large-scale electrolyte cooling mechanism is required, resulting in costly equipment costs. .

[특허문헌 1] 일본 특허 제4836921호 공보[Patent Document 1] Japanese Patent No. 4836921 [특허문헌 2] 일본 특허 제5770575호 공보[Patent Document 2] Japanese Patent No. 5770575

본 발명은, 상기 사정을 감안하여 이루어진 것으로서, 소전류의 전원 장치로, 또한 간이한 전해액의 냉각 기구로도, 마이크로 아크 산화 처리를 포함한 아노드 산화 처리에 의해 대면적의 피처리체에 대해 단속적으로 산화 피막을 형성하는 것이 가능한, 표면 처리 방법 및 표면 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of the above circumstances, and by using a small current power supply device and a simple electrolyte cooling mechanism, an anode oxidation treatment including a micro arc oxidation treatment is used to intermittently treat a large-area target object. An object of the present invention is to provide a surface treatment method and a surface treatment apparatus capable of forming an oxide film.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 다음과 같은 표면 처리 방법 및 표면 처리 장치를 제공하였다. 즉, 본 발명의 제1 양태에 따른 표면 처리 방법은, 밸브 금속으로 이루어진 피처리체의 피처리면에, 복수의 처리 구획을 설정하고, 각 처리 구획에 연속적 또는 단속적으로 전해액에 침지하여 아노드 산화 처리를 실시하고, 상기 피처리면에 산화 피막을 형성한다.In order to solve the above problems, the present invention provided the following surface treatment method and surface treatment apparatus. That is, in the surface treatment method according to the first aspect of the present invention, a plurality of treatment zones are set on the target surface of a target object made of valve metal, and each treatment zone is continuously or intermittently immersed in an electrolyte solution to perform anodization treatment. and an oxide film is formed on the surface to be treated.

상기 아노드 산화 처리는, 제M(M은 2 이상의 정수) 공정으로 구성되고, 상기 제M 공정은, 상기 피처리체 중 제1 처리 구획 만을 상기 전해액에 침지시켜, 마이크로 아크 산화 처리를 포함한 아노드 산화 처리의 최고 전압 V_Max 보다 낮은 전압 V_M으로 보지(保持)하고, 소정의 전류 I₁이 되도록, 상기 피처리체의 제1 처리 구획에 소망하는 산화 피막을 형성하는 제Ma 공정과, 상기 제Ma 공정을 마친 피처리체를, 상기 제1 처리 구획에 인접한 제2 처리 구획까지 상기 전해액에 침지시켜, 제Ma 공정과 동일 조건에서 상기 제2 처리 구획에 소망하는 산화 피막을 형성하는 제Mb 공정과, 상기 제Mb 공정을 마친 피처리체를, 제n 처리 구획까지 상기 전해액에 침지시켜, 제Ma 공정과 동일 조건에서 상기 제n 처리 구획에 소망하는 산화 피막을 형성하여, 상기 피처리면의 전역에 걸쳐 산화 피막을 형성하는 제Mn 공정(n은 1 이상의 정수)을 갖춘다. 여기서, 상기 전압 V_M을 상기 최고 전압 V_Max의 방향으로 순서대로 증가시켜 소정의 수치로서, 상기 제M 공정을 반복해 실시함으로써, 합계 막 두께가 소망하는 두께로 된 상기 산화 피막을 형성한다.The anode oxidation treatment is composed of an Mth process (where M is an integer of 2 or greater), wherein the Mth process immerses only the first treatment section of the object to be treated in the electrolyte solution to perform an anode oxidation treatment including a micro-arc oxidation treatment. a first step Ma of forming a desired oxide film in a first processing section of the object to be processed so as to hold a voltage V _M lower than the highest voltage V _Max of oxidation treatment and to a predetermined current I ₁ ; A Mb process of immersing an object to be processed after the Ma process in the electrolyte solution up to a second processing compartment adjacent to the first processing compartment to form a desired oxide film in the second processing compartment under the same conditions as the Ma process; , The object to be processed after the Mb process is immersed in the electrolyte solution up to the n-th process section, and a desired oxide film is formed in the n-th process section under the same conditions as the Ma-th process section, covering the entire surface of the to-be-processed surface. It is equipped with the Mn-th process (n is an integer of 1 or more) which forms an oxide film. Here, the oxide film having a total film thickness of a desired thickness is formed by repeating the Mth process by increasing the voltage V _M sequentially in the direction of the highest voltage V _Max to a predetermined value.

본 발명의 제1 양태에 따른 표면 처리 방법에서, 상기 아노드 산화 처리는, 상기 n이 1이며, 상기 제M 공정을 구성하는, 상기 제Ma 공정, 상기 제Mb 공정, … 상기 제Mn 공정이, 상기 피처리체를 연속적 또는 단속적으로 상기 전해액에 침지해도 무방하다.In the surface treatment method according to the first aspect of the present invention, in the anode oxidation treatment, the n is 1 and the Mth process is constituted, the Ma process, the Mb process, . . . In the Mn step, the object to be processed may be continuously or intermittently immersed in the electrolyte solution.

본 발명의 제1 양태에 따른 표면 처리 방법에서, 상기 제Mb 공정, … 상기 제Mn 공정에서의 소정의 전류의 값이, 상기 제Ma 공정에서의 소정의 전류 I₁과 같아도 무방하다.In the surface treatment method according to the first aspect of the present invention, the Mb step, . . . The value of the predetermined current in the Mnth process may be the same as the predetermined current I ₁ in the Math process.

본 발명의 제1 양태에 따른 표면 처리 방법에서, 상기 피처리체에서의 상기 제1 처리 구획, 상기 제2 처리 구획, … 상기 제n 처리 구획을 순서대로 상기 전해액에 침지시킬 때, 상기 전해액의 깊이 방향으로 상기 피처리체가 진행하거나 또는 정지하도록, 상기 전해액의 액면(液面)에 대한 상기 피처리체의 위치를 제어해도 무방하다.In the surface treatment method according to the first aspect of the present invention, the first treatment section, the second treatment section, . . . When the nth processing section is sequentially immersed in the electrolyte solution, the position of the object to be processed with respect to the liquid surface of the electrolyte solution may be controlled such that the object to be processed advances or stops in the depth direction of the electrolyte solution. do.

본 발명의 제1 양태에 따른 표면 처리 방법에서, 상기 전해액의 액면에 대한 상기 피처리체의 위치를 제어하기 위해, 상기 전해액의 액면의 높이 위치를 고정하고, 상기 전해액의 액면에 대해 상기 피처리체의 높이 위치를 조정해도 무방하다.In the surface treatment method according to the first aspect of the present invention, in order to control the position of the target object with respect to the liquid surface of the electrolyte solution, the height position of the liquid surface of the electrolyte solution is fixed, and the position of the object to be treated with respect to the liquid surface of the electrolyte solution is fixed. It's okay to adjust the height position.

본 발명의 제1 양태에 따른 표면 처리 방법에서, 상기 전해액의 액면에 대한 상기 피처리체의 위치를 제어하기 위해, 상기 피처리체의 높이 위치를 고정하고, 상기 피처리체의 높이 위치에 대해 상기 전해액의 액면의 높이를 조정해도 무방하다.In the surface treatment method according to the first aspect of the present invention, in order to control the position of the object to be treated with respect to the liquid surface of the electrolyte solution, the height position of the object to be treated is fixed, and the height of the object to be treated is adjusted relative to the height position of the object to be treated. It is okay to adjust the height of the liquid level.

본 발명의 제1 양태에 따른 표면 처리 방법은, 상기 아노드 산화 처리에서의 최후의 제M 공정에 이어서, 상기 최후의 제M 공정이 실시된 상기 전압 V_M 보다 낮은 전압 V_M _-까지, 소정의 시간에 연속적 또는 단속적으로 전압을 강하(降下)시켜, 상기 아노드 산화 처리를 실시하는 공정 P와, 상기 전압 V_M _-에서 정전압 처리를 실시하는 공정 Q를 순서대로 더 갖추어도 무방하다.In the surface treatment method according to the first aspect of the present invention, subsequent to the last Mth process in the anode oxidation treatment, up to a voltage V _M _- lower than the voltage V _M at which the last Mth process is performed, Step P of performing the anode oxidation treatment by continuously or intermittently dropping the voltage at a time of , and step Q of performing the constant voltage treatment at the voltage V _M _- may be further provided in this order.

본 발명의 제2 양태에 따른 표면 처리 장치는, 밸브 금속으로 이루어진 피처리체를 전해액에 침지하여 아노드 산화 처리를 실시하고, 상기 피처리체에 산화 피막을 형성한다. 이 표면 처리 장치는, 상기 피처리체의 피처리면 상(上)에 아노드 산화 처리에 의해 상기 산화 피막을 형성하기 위한 양극 수단과, 상기 전해액을 수납하고 또한 상기 전해액에 대한 상기 양극 수단의 침지를 가능하게 하는 개구부를 갖춘 전해액조(電解液槽)와, 상기 전해액 중(中)에서 상기 양극 수단과 대향해서 배치된 음극 수단과, 상기 양극 수단과 상기 음극 수단이 상기 전해액에 침지된 상태에서, 상기 양극 수단과 상기 음극 수단과의 사이에 전류를 발생시켜, 상기 아노드 산화 처리를 실시하기 위한 전원 수단과, 상기 피처리체 중 특정의 처리 구획까지 상기 전해액에 침지시키기 위해, 상기 피처리체를 상기 전해액의 깊이 방향으로 이동시키고 또한 상기 특정의 처리 구획까지 상기 전해액에 침지된 위치에 상기 피처리체를 정지시키는 기능을 갖춘 피처리체의 이동 수단을 포함하고, 상기 이동 수단은, 상기 피처리체의 전역에 걸쳐, 소정의 전압을 인가하여 일련의 아노드 산화 처리가 종료할 때마다, 상기 전해액의 중(中)으로부터 상기 피처리체의 전역이 노출하는 위치까지, 상기 피처리체를 상기 전해액으로부터 인상(引上)하는 방향으로 상기 양극 수단을 이동시키도록 구성되어 있다.In the surface treatment apparatus according to the second aspect of the present invention, an object to be treated made of valve metal is immersed in an electrolyte solution to perform an anode oxidation treatment, and an oxide film is formed on the object to be treated. This surface treatment apparatus accommodates an anode means for forming the oxide film on a surface to be treated of the object to be treated by an anode oxidation treatment, and the electrolyte solution, and immerses the anode means in the electrolyte solution. An electrolyte bath having an opening to enable, a cathode means disposed facing the anode means in the electrolyte solution, and a state in which the anode means and the cathode means are immersed in the electrolyte solution, A power source means for generating an electric current between the anode means and the cathode means to perform the anode oxidation treatment, and a specific treatment section among the objects to be treated are immersed in the electrolyte, the object to be treated as described above. and moving means for moving the object to be processed having a function of moving in a depth direction of the electrolyte solution and stopping the object to be processed at a position immersed in the electrolyte solution up to the specific processing section, the moving means extending over the entirety of the object to be processed. Each time a series of anode oxidation treatment is completed by applying a predetermined voltage, the object to be treated is pulled up from the electrolyte solution from the middle of the electrolyte solution to a position where the entire area of the object to be treated is exposed. ) is configured to move the anode means in the direction of.

본 발명의 제3 양태에 따른 표면 처리 장치는, 밸브 금속으로 이루어진 피처리체를 전해액에 침지하여 아노드 산화 처리를 실시하고, 상기 피처리체에 산화 피막을 형성하는 표면 처리 장치에 있어서, 상기 피처리체의 피처리면 상에 아노드 산화 처리에 의해 상기 산화 피막을 형성하기 위한 양극 수단과, 상기 전해액을 수납하고 또한 상기 전해액에 대한 상기 양극 수단의 침지를 가능하게 하는 개구부를 갖춘 전해액조와, 상기 전해액 중에서 상기 양극 수단과 대향해서 배치된 음극 수단과, 상기 양극 수단과 상기 음극 수단이 상기 전해액에 침지된 상태에서, 상기 양극 수단과 상기 음극 수단과의 사이에 전류를 발생시켜, 상기 아노드 산화 처리를 실시하기 위한 전원 수단과, 상기 피처리체 중 특정의 처리 구획까지 상기 전해액에 침지시키기 위해, 상기 피처리체를 상기 전해액의 깊이 방향으로 이동시켜 소정의 전류값과 처리 전류의 값을 비교하고, 상기 소정의 전류값을 넘는 경우는 상기 피처리체를 정지시키는 기능을 갖춘 피처리체의 이동 수단을 포함하고, 상기 이동 수단은, 상기 피처리체의 전역에 걸쳐, 소정의 전압을 인가하여 일련의 아노드 산화 공정이 종료할 때마다, 상기 전해액 중으로부터 상기 피처리체의 전역이 노출하는 위치까지, 상기 피처리체를 상기 전해액으로부터 인상하는 방향으로 상기 양극 수단을 이동시키도록 구성되고, 또한 상기 일련의 아노드 산화 처리 공정 다음의 일련의 아노드 산화 처리 공정에서는 상기 소정의 전압 보다 높은 전압을 소정의 전압으로서 상기 피처리체에 인가한다.A surface treatment apparatus according to a third aspect of the present invention is a surface treatment apparatus for immersing an object made of valve metal in an electrolyte to perform an anode oxidation treatment and forming an oxide film on the object to be treated, wherein the object to be treated is an anode means for forming the oxide film on a surface to be treated by an anode oxidation treatment, an electrolyte bath having an opening for accommodating the electrolyte solution and enabling immersion of the anode means in the electrolyte solution; A cathode means disposed opposite to the anode means, and a current is generated between the anode means and the cathode means in a state in which the anode means and the cathode means are immersed in the electrolyte, so that the anode oxidation treatment is performed. In order to immerse the object to be treated in the electrolyte solution to a specific treatment section among the objects to be treated, the object to be treated is moved in the depth direction of the electrolyte solution, and a predetermined current value and a value of the treatment current are compared, and the predetermined current value is compared. and a means for moving the object to be processed having a function of stopping the object when the current exceeds the value of , wherein the moving means applies a predetermined voltage across the entire area of the object to be processed to perform a series of anode oxidation processes. whenever this is completed, the anode means is moved in a direction of pulling the object to be treated out of the electrolyte solution to a position where the whole area of the object to be treated is exposed from the electrolyte solution, and further the series of anode oxidation treatment In a series of anode oxidation treatment steps following the steps, a voltage higher than the predetermined voltage is applied to the object to be processed as a predetermined voltage.

본 발명의 제1 양태에 따른 표면 처리 방법에 의하면, 피처리체의 피처리면이, 단속적인 산화 처리(마이크로 아크 산화 처리의 최고 전압 V_Max 보다 낮은 전압 V_M으로 보지(保持)하고, 소정의 전류 I₁로 하는 조건 하에서), 산화 피막으로 덮이도록, 상술한 제M(M은 2 이상의 정수) 공정을 실시한다. 또한, 상기 전압 V_M을 상기 최고 전압 V_Max의 방향으로 순서대로 증가시켜 소정의 수치로서, 상기 제M 공정을 반복해 실시함으로써, 최종적인 막 두께가 소망하는 두께로 된 상기 산화 피막을 형성한다. 이에 따라, 본 발명의 제1 양태에 따른 표면 처리 방법은, 소전류 밀도의 전원 장치로, 또한 간이한 전해액의 냉각 기구로도, 마이크로 아크 산화 처리를 포함한 아노드 산화 처리에 의해 대면적의 피처리체에 대해 단속적으로 산화 피막을 형성하는 것이 가능한, 표면 처리 방법의 제공에 공헌한다.According to the surface treatment method according to the first aspect of the present invention, the surface to be treated of the object to be treated is subjected to intermittent oxidation treatment (holding at a voltage V _M lower than the highest voltage V _Max of the micro-arc oxidation treatment, and a predetermined current Under the condition of I ₁ ), the above-described Mth step (M is an integer of 2 or more) is performed so as to be covered with an oxide film. In addition, the voltage V _M is sequentially increased in the direction of the highest voltage V _Max to a predetermined value, and the Mth step is repeatedly performed to form the oxide film having a final film thickness of a desired thickness. . Accordingly, the surface treatment method according to the first aspect of the present invention provides a large-area feature by an anode oxidation treatment including a micro-arc oxidation treatment using a power supply device with a small current density and a simple cooling mechanism for an electrolyte solution. It contributes to the provision of a surface treatment method capable of intermittently forming an oxide film on a substrate.

또한, 본 발명의 제1 양태에 따른 표면 처리 방법에 의한 피처리체의 피처리면은, 산화 피막의 형성시에 최고 전압 V_Max 보다 낮은 전압 V_M으로 보지하고, 소정의 전류 I₁로 함으로써, 단속적으로 처리를 실시하여도, 처리면에 색채적인 무늬가 남지 않는다. 이 때문에, 처리면 외관의 균질성이 뛰어난 산화 피막을 얻는 것이 가능하게 된다.In addition, the surface to be treated of the object to be treated by the surface treatment method according to the first aspect of the present invention is held at a voltage V _M lower than the highest voltage V _Max at the time of formation of the oxide film and set to a predetermined current I ₁ , intermittently Even if the treatment is performed, no color pattern remains on the treated surface. For this reason, it becomes possible to obtain an oxide film excellent in the homogeneity of the appearance of the treated surface.

또한, 본 발명의 제1 양태에 따른 표면 처리 방법에서, 상기 아노드 산화 처리는, 상기 n이 1이며, 상기 제M 공정을 구성하는, 상기 제Ma 공정, 상기 제Mb 공정, … 상기 제Mn 공정이, 상기 피처리체를 연속적 또는 단속적으로 상기 전해액에 침지할 수도 있다. 그 때에는, 상기 제Mb 공정, … 상기 제Mn 공정에서의 소정의 전류의 값이, 상기 제Ma 공정에서의 소정의 전류 I₁과 같은 수치로 된다.Further, in the surface treatment method according to the first aspect of the present invention, in the anode oxidation treatment, the n is 1 and the Mth process is constituted, the Ma process, the Mb process, . . . In the Mnth step, the object to be processed may be continuously or intermittently immersed in the electrolyte solution. In that case, the Mb process, . . . The value of the predetermined current in the Mnth process is equal to the value of the predetermined current I ₁ in the Math process.

본 발명의 제2 양태에 따른 표면 처리 장치는, 피처리체 중 특정의 처리 구획까지 전해액에 침지시키기 위해, 상기 피처리체를 상기 전해액의 깊이 방향으로 이동시켜 상기 특정의 처리 구획까지 상기 전해액에 침지된 위치에 상기 피처리체를 정지시키는 기능을 갖춘 피처리체의 이동 수단을 갖추고 있다. 그리고, 상기 이동 수단은, 상기 피처리체의 전역에 걸쳐, 소정의 전압을 인가하여 일련의 아노드 산화 처리가 종료할 때마다, 상기 전해액 중으로부터 상기 피처리체의 전역이 노출하는 위치까지, 상기 피처리체를 상기 전해액으로부터 인상하는 방향으로 상기 양극 수단을 이동시키도록 구성되어 있다. 이에 따라, 본 발명의 제2 양태에 따른 표면 처리 장치에 의하면, 마이크로 아크 산화 처리를 포함한 아노드 산화 처리시의 전류를 소정의 전류 I₁이하로 보지(保持)하는 것이 가능하기 때문에, 대용량의 전원이 불필요해진다. 또한, 모든 산화 피막의 형성 과정의 발열을 적극적으로 낮출 수 있으므로, 처리계(處理系)의 냉각하기 위한 시스템을 종래에 비해 작게 할 수 있다.In a surface treatment apparatus according to a second aspect of the present invention, in order to immerse an object to be treated in an electrolyte solution up to a specific treatment section among objects to be treated, the object to be treated is moved in the depth direction of the electrolyte solution so that the object to be treated is immersed in the electrolyte solution until the specific treatment section is immersed in the electrolyte solution. A means for moving the object to be processed having a function of stopping the object to be processed at the position is provided. Then, the moving unit applies a predetermined voltage over the entire area of the object to be processed, and whenever a series of anode oxidation treatment is completed, the feature moves from the electrolyte solution to a position where the entire area of the object to be processed is exposed. It is configured to move the anode means in a direction in which the lid body is pulled out of the electrolyte solution. Accordingly, according to the surface treatment apparatus according to the second aspect of the present invention, since it is possible to hold the current during the anode oxidation treatment including the micro arc oxidation treatment to a predetermined current I ₁ or less, Power becomes unnecessary. In addition, since the heat generation in all oxide film formation processes can be positively reduced, the system for cooling the processing system can be made smaller than before.

그러므로, 본 발명의 제2 양태에 따른 표면 처리 장치는, 소전류 밀도의 전원 장치로, 또한 간이한 전해액의 냉각 기구로도, 마이크로 아크 산화 처리에 의해 대면적의 피처리체에 대해 단속적으로 산화 피막을 형성하는 것이 가능한 표면 처리 장치를 가져온다.Therefore, the surface treatment apparatus according to the second aspect of the present invention is a small current density power supply device and a simple electrolyte cooling mechanism, by means of micro-arc oxidation treatment, to intermittently form an oxide film on a large-area target object. A surface treatment device capable of forming a

또한, 본 발명의 제2 양태에 따른 표면 처리 장치는, 상술한 양극 수단을 갖추고 있으므로, 대면적의 피처리물에 대해, 자동적으로 피처리물을 덮도록 소망하는 막 두께로 된 산화 피막을 형성할 수 있다.In addition, since the surface treatment apparatus according to the second aspect of the present invention is equipped with the above-mentioned anode means, an oxide film having a desired film thickness so as to cover a large area of the object to be treated is automatically formed. can do.

본 발명의 제3 양태에 따른 표면 처리 장치는, 피처리체 중 특정의 처리 구획까지 전해액에 침지시키기 위해, 상기 피처리체를 상기 전해액의 깊이 방향으로 이동시켜 소정의 전류값과 처리 전류의 값을 비교하고, 상기 소정의 전류값을 넘는 경우는 상기 피처리체를 정지시키는 기능을 갖춘 피처리체의 이동 수단을 갖추고 있다. 그리고, 상기 이동 수단은, 상기 피처리체의 전역에 걸쳐, 소정의 전압을 인가하여 일련의 아노드 산화 공정이 종료할 때마다, 상기 전해액 중으로부터 상기 피처리체의 전역이 노출하는 위치까지, 상기 피처리체를 상기 전해액으로부터 인상하는 방향으로 상기 양극 수단을 이동시키도록 구성되고, 또한 상기 일련의 아노드 산화 처리 공정 다음의 일련의 아노드 산화 처리 공정에서는 상기 소정의 전압 보다 높은 전압을 소정의 전압으로서 상기 피처리체에 인가한다. 이에 따라, 본 발명의 제3 양태에 따른 표면 처리 장치에 의하면, 마이크로 아크 산화 처리를 포함한 아노드 산화 처리시의 전류를 소정의 전류 I₁ 이하로 보지하는 것이 가능하기 때문에, 대용량의 전원이 필요 없게 된다. 또한, 모든 산화 피막의 형성 과정의 발열을 적극적으로 낮출 수 있으므로, 처리계(處理系)의 냉각을 위한 시스템을 종래에 비해 작게 할 수 있다.In a surface treatment apparatus according to a third aspect of the present invention, in order to immerse an object to be treated in an electrolyte solution up to a specific treatment section among the objects to be treated, the object to be treated is moved in the depth direction of the electrolyte solution, and a predetermined current value and a value of the treatment current are compared. and a means for moving the object to be processed having a function of stopping the object to be processed when the predetermined current value is exceeded. And, the moving unit applies a predetermined voltage to the entire area of the object to be processed, and whenever a series of anode oxidation processes are completed, the feature moves from the electrolyte solution to a position where the entire area of the object to be processed is exposed. It is configured to move the anode means in a direction in which the lid is pulled out of the electrolytic solution, and in a series of anode oxidation treatment steps subsequent to the series of anode oxidation treatment steps, a voltage higher than the predetermined voltage is regarded as a predetermined voltage. It is applied to the object to be processed. Accordingly, according to the surface treatment apparatus according to the third aspect of the present invention, since it is possible to hold the current during the anode oxidation treatment including the micro arc oxidation treatment to a predetermined current I ₁ or less, a large-capacity power supply is required. there will be no In addition, since the heat generated in all oxide film formation processes can be positively lowered, the system for cooling the processing system can be made smaller than before.

그러므로, 본 발명의 제3 양태에 따른 표면 처리 장치는, 소전류 밀도의 전원 장치로, 또한 간이한 전해액의 냉각 기구로도, 마이크로 아크 산화 처리에 의해 대면적의 피처리체에 대해 단속적으로 산화 피막을 형성하는 것이 가능한 표면 처리 장치를 가져온다.Therefore, the surface treatment apparatus according to the third aspect of the present invention is a small current density power supply device and a simple electrolyte cooling mechanism, by means of micro-arc oxidation treatment, to intermittently form an oxide film on a large-area target object. A surface treatment device capable of forming a

또한, 본 발명의 제3 양태에 따른 표면 처리 장치는, 상술한 양극 수단을 갖추고 있으므로, 대면적의 피처리물에 대해, 자동적으로 피처리물을 덮도록 소망하는 막 두께로 된 산화 피막을 형성할 수 있다.In addition, since the surface treatment apparatus according to the third aspect of the present invention is equipped with the above-described anode means, an oxide film having a desired film thickness so as to cover a large-area to-be-treated object is automatically formed. can do.

[도 1] 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 장치를 도시한 블록도이다.
[도 2a] 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 방법을 도시한 플로우 차트이다.
[도 2b] 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 방법에서, 피처리체와 전해액과의 위치 관계를 모식적으로 나타낸 도면이다.
[도 3a] 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 방법을 나타낸 설명도이다.
[도 3b] 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 방법을 나타낸 설명도이다.
[도 3c] 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 방법을 나타낸 설명도이다.
[도 3d] 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 방법을 나타낸 설명도이다.
[도 3e] 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 방법을 나타낸 설명도이다.
[도 3f] 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 방법을 나타낸 설명도이다.
[도 3g] 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 방법을 나타낸 설명도이다.
[도 4] 전압 및 전류와 처리 시간과의 관계를 나타낸 그래프로서, 본 발명의 실시형태에 따른 방법으로 처리한 경우의 전압 전류 곡선이다.
[도 5] 전압 및 전류와 처리 시간과의 관계를 나타낸 그래프로서, 일괄 처리한 경우의 전압 전류 곡선이다. 일괄 처리란, 피처리체의 표면 전역(전체)을 동시에 전해액에 침지시켜 처리하는 방법이다.
[도 6] 침지하는 방향에서의 피처리체의 위치와 처리 시간과의 관계를 나타낸 그래프이다.
[도 7a] 종래의 표면 처리 방법을 나타낸 설명도이다.
[도 7b] 종래의 표면 처리 방법을 나타낸 설명도이다.1 is a block diagram showing a surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.
[Fig. 2A] It is a flow chart showing a surface treatment method according to an embodiment of the present invention.
2B is a diagram schematically showing a positional relationship between an object to be treated and an electrolyte in a surface treatment method according to an embodiment of the present invention.
[ Fig. 3A ] It is an explanatory view showing a surface treatment method according to an embodiment of the present invention.
[ Fig. 3B ] It is an explanatory view showing a surface treatment method according to an embodiment of the present invention.
[ Fig. 3C ] It is an explanatory view showing a surface treatment method according to an embodiment of the present invention.
[Fig. 3d] is an explanatory view showing a surface treatment method according to an embodiment of the present invention.
[ Fig. 3E ] It is an explanatory view showing a surface treatment method according to an embodiment of the present invention.
[FIG. 3F] is an explanatory view showing a surface treatment method according to an embodiment of the present invention. [FIG.
[ Fig. 3g ] It is an explanatory view showing a surface treatment method according to an embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the relationship between voltage and current and processing time, and is a voltage-current curve in the case of processing by the method according to an embodiment of the present invention.
Fig. 5 is a graph showing the relationship between voltage and current and processing time, and is a voltage-current curve in the case of batch processing. The batch treatment is a method of simultaneously immersing the entire surface (whole) of the object to be treated in an electrolyte solution for treatment.
Fig. 6 is a graph showing the relationship between the position of the target object in the immersion direction and the treatment time.
[Fig. 7a] It is an explanatory diagram showing a conventional surface treatment method.
[Fig. 7b] is an explanatory diagram showing a conventional surface treatment method.

이하, 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 장치 및 표면 처리 방법의 최선의 형태에 대해, 도면에 근거해 설명한다. 또한, 본 실시형태는, 발명의 취지가 보다 잘 이해되도록 구체적으로 설명한 것으로, 특별히 지정되지 않는 한, 본 발명을 한정하지 않는다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the best mode of a surface treatment device and a surface treatment method according to an embodiment of the present invention will be described based on the drawings. In addition, the present embodiment has been specifically described so that the gist of the invention can be better understood, and the present invention is not limited unless otherwise specified.

도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 장치를 도시한 블록도이다.1 is a block diagram showing a surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 1에 도시한 것처럼, 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 장치는, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 피처리체(11)를 전해액(22)에 침지하여 아노드 산화 처리(아노드 산화 처리 공정)를 실시해, 상기 피처리체에 산화 피막을 형성하는 표면 처리 장치이다.As shown in FIG. 1 , in the surface treatment apparatus according to the embodiment of the present invention, an object to be treated 11 made of aluminum or an aluminum alloy is immersed in an electrolyte 22 to perform an anode oxidation treatment (anodic oxidation treatment process). This is a surface treatment device for forming an oxide film on the object to be processed.

이 표면 처리 장치에서, 아노드 산화 처리에 의해 산화 피막이 형성되는 상기 피처리체(11)가 양극 수단으로서 기능한다.In this surface treatment apparatus, the target object 11 on which an oxide film is formed by an anode oxidation treatment functions as an anode means.

이 표면 처리 장치에서, 전해액(22)을 수납하는 전해액조(21)는, 상기 전해액에 대한 양극 수단(피처리체(11))의 침지를 가능하게 하는 개구부를 갖추고 있다.In this surface treatment apparatus, the electrolyte bath 21 accommodating the electrolyte 22 is provided with an opening allowing the anode means (object to be treated 11) to be immersed in the electrolyte.

전해액(22) 중에는, 침지된 상태에 있는 양극 수단(피처리체(11))과 대향하는 위치에, 음극 수단(17)이 배치되어 있다.In the electrolytic solution 22, the cathode means 17 is disposed at a position facing the anode means (object to be processed 11) in a immersed state.

본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 장치는, 상기 아노드 산화 처리를 실시하기 위한 전원 수단(30)을 갖추고 있다. 이 전원 수단(30)은, 양극 수단(피처리체(11))과 음극 수단(17)이 전해액(22)에 침지된 상태에서, 양극 수단(피처리체(11))과 음극 수단(17)과의 사이에 전류를 발생시켜, 상기 아노드 산화 처리를 실시한다.A surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention is equipped with a power source means 30 for carrying out the anode oxidation treatment. This power source means 30 is a state where the anode means (object to be processed 11) and the cathode means 17 are immersed in the electrolyte solution 22, and the anode means (object to be treated 11) and the cathode means 17 and An electric current is generated between the above to perform the anode oxidation treatment.

본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 장치는, 피처리체(11)의 이동 수단(예를 들면, 액츄에이터, 이동 장치)(40)을 갖춘다. 이동 수단(40)은, 제1 지지부(41)와 제2 지지부(42)를 통해 피처리체(11)를 보지(保持)한다. 이 이동 수단(40)은, 피처리체(11) 중 특정의 처리 구획까지 전해액(22)에 침지시키기 위해, 피처리체(11)를 전해액(22)의 깊이 방향(Z 방향)으로 이동시키는 기능과, 상기 특정의 처리 구획까지 전해액(22)에 침지된 위치에 피처리체(11)를 정지시키는 기능을 갖춘다.A surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention includes a means for moving an object to be processed 11 (eg, an actuator or a moving device) 40 . The moving means 40 holds the object to be processed 11 via the first support portion 41 and the second support portion 42 . This moving means 40 has a function of moving the target object 11 in the depth direction (Z direction) of the electrolyte solution 22 in order to immerse the target object 11 in the electrolyte solution 22 to a specific treatment section of the target object 11; , It has a function of stopping the object to be processed 11 at a position immersed in the electrolyte solution 22 up to the above specific processing section.

즉, 이동 수단(40)은, 상하동(上下動) 가능으로 된 제1 지지부(41)와, 이 제1 지지부(41)의 타단과, 피처리체(11)의 상단을 연결해, 피처리체(11)를 매단 상태로 보지(保持)하는 제2 지지부(42)를 갖춘다. 이에 따라, 피처리체(11)는, 그 전역(피처리체(11)가 전해액(22)에 침지되는 방향(Z 방향)의 모든 영역)에 걸쳐, 소정의 전압을 인가해 일련의 아노드 산화 처리(일련의 아노드 산화 처리 공정)를 실시할 수 있다. 또한, 이동 수단(40)은, 상기 일련의 아노드 산화 처리가 종료할 때마다, 전해액(22) 중(中)으로부터 피처리체(11)의 전역이 노출하는 위치까지, 피처리체(11)를 전해액(22)으로부터 인상(引上)하는 방향으로 상기 양극 수단(피처리체(11))을 이동시키도록 구성되어 있다.That is, the moving means 40 connects the first support portion 41 capable of moving up and down, the other end of the first support portion 41, and the upper end of the object to be processed 11, and the object to be processed 11 ) is provided with a second support portion 42 for holding it in a suspended state. Accordingly, the object to be processed 11 is subjected to a series of anode oxidation treatment by applying a predetermined voltage over the entire region (all areas in the direction (Z direction) in which the object to be processed 11 is immersed in the electrolyte 22). (a series of anode oxidation treatment steps) can be performed. Further, the moving means 40 moves the object to be processed 11 from the middle of the electrolyte 22 to a position where the entire area of the object to be processed 11 is exposed whenever the series of anode oxidation treatment is completed. It is structured so that the said anode means (object to be processed 11) may be moved in the direction of pulling up from the electrolyte solution 22.

이동 수단(40)의 상하동은, 시퀸서(50)를 통해 정보 처리 장치(60)로부터 제어된다. 정보 처리 장치(60)는, 통신 회선을 통하여, 전원 수단(30)으로부터 양극 수단(피처리체(11)) 및 음극 수단(17)에 인가하는 정보(전압, 전류)를 제어한다. 도 1에는, 시퀸서(50)와 정보 처리 장치(60)가 분할 배치되는 구성 예를 나타내고 있지만, 시퀸서(50) 및 정보 처리 장치(60)가 통합된 제어 장치가 채용되어도 무방하다(미도시). 이 경우, 이동 수단(40)은, 제어 장치를 갖추고, 제어 장치에 의해 제어된다. 이 제어 장치가 갖추는 제어부는, 상술한 소정의 전류의 값과 처리 전류의 값을 비교하는 기능을 갖춘 비교부를 가지는 것이 바람직하다. 즉, 이동 수단(40)은, 소정의 전류값과 처리 전류의 값을 비교한다. 또한, 후술하는 것처럼, 이동 수단(40)은, 소정의 전류값과 처리 전류의 값을 비교한 결과, 상기 소정의 전류값을 넘는 경우는 상기 피처리체를 정지시키는 기능을 가져도 무방하다.The vertical movement of the moving means 40 is controlled from the information processing device 60 via the sequencer 50. The information processing device 60 controls information (voltage, current) applied from the power source means 30 to the anode means (process target 11) and the cathode means 17 via a communication line. Although FIG. 1 shows a configuration example in which the sequencer 50 and the information processing device 60 are divided and arranged, a control device in which the sequencer 50 and the information processing device 60 are integrated may be employed (not shown). . In this case, the moving means 40 is equipped with a control device and is controlled by the control device. It is preferable that the control unit included in this control device has a comparison unit having a function of comparing the value of the predetermined current and the value of the processing current. That is, the moving unit 40 compares the predetermined current value with the processing current value. Further, as will be described later, the moving means 40 may have a function of stopping the object to be processed when the value of the processing current exceeds the predetermined current value as a result of comparing the predetermined current value with the processing current value.

도 2a는, 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 방법을 도시한 플로우 차트이다. 도 2b는, 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 방법에서, 피처리체와 전해액과의 위치 관계를 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 3a∼도 3g는, 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 방법을 나타낸 설명도이다. 이하의 도 3a∼도 3g에 근거하는 설명에서는, 상기 아노드 산화 처리는, 상기 n이 「3 이상」이며, 상기 제M 공정(M은 2 이상의 정수)을 구성하는, 상기 제Ma 공정, 상기 제Mb 공정, … 상기 제Mn 공정이, 상기 피처리체를 「단속적」으로 상기 전해액에 침지하는 경우에 대해 상술한다.2A is a flow chart showing a surface treatment method according to an embodiment of the present invention. 2B is a diagram schematically illustrating a positional relationship between an object to be treated and an electrolyte in a surface treatment method according to an embodiment of the present invention. 3A to 3G are explanatory views showing a surface treatment method according to an embodiment of the present invention. In the description based on FIGS. 3A to 3G below, in the anode oxidation treatment, the above-mentioned Ma process, wherein n is "3 or more" and constitutes the M-th process (M is an integer of 2 or more); th Mb process, ... The case where the Mn th step immerses the object to be processed in the electrolyte solution "intermittently" will be described in detail.

본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 방법은, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어진 피처리체(11)의 피처리면에, 복수의 처리 구획 A, B, C, … N을 설정하고[도 3a], 각 처리 구획에 단속적으로 전해액에 침지하여 아노드 산화 처리를 실시하고, 상기 피처리면에 산화 피막을 형성한다. 여기서, 「단속적(斷續的)」이란, 최초로 처리 구획 A를, 다음에 처리 구획 B까지를, 그 다음에 처리 구획 C까지를, … 최후로 처리 구획 N까지를(즉, 피처리체(11)의 피처리면의 전역을), 순서대로 전해액에 침지하여 아노드 산화 처리를 실시하는 것을 의미한다.In the surface treatment method according to the embodiment of the present invention, a plurality of treatment sections A, B, C, . After N is set [FIG. 3A], an anode oxidation treatment is performed by intermittently immersing each treatment compartment in an electrolyte, and an oxide film is formed on the surface to be treated. Here, "intermittent" refers to processing zone A first, then processing zone B, then processing zone C, . . . Lastly, it means that anode oxidation treatment is performed by immersing up to the treatment section N (that is, the entire area of the treatment target surface of the target object 11) in an electrolyte in order.

도 3a에서, x1는 피처리체(11)의 폭을, x2는 피처리체(11)의 높이를, x3는 피처리체(11)의 두께를 각각 나타내고 있다.In FIG. 3A , x1 represents the width of the target object 11 , x2 represents the height of the target object 11 , and x3 represents the thickness of the target object 11 .

본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 방법에서의 아노드 산화 처리는, 후술하는 제M(M은 2 이상의 정수) 공정으로 구성된다. 즉, 상기 제M(M은 2 이상의 정수) 공정은, 이하에 설명하는 제Ma 공정, 제Mb 공정, 제Mc 공정, … 제Mn 공정으로 구성된다.The anode oxidation treatment in the surface treatment method according to the embodiment of the present invention is composed of the Mth step (M is an integer of 2 or more) described later. That is, the M-th process (M is an integer of 2 or greater) includes the Ma-th process, the Mb-th process, the Mc-th process, . . . described below. It consists of the Mnth process.

제Ma 공정은, 피처리체(11)를 Z 방향으로 거리 Δa 만큼 이동한다. 이에 따라, 피처리체(11) 중 제1 처리 구획 A 만을 전해액(22)에 침지한 상태로 한다. 이 침지한 상태를 유지하면서, 마이크로 아크 산화 처리를 포함한 아노드 산화 처리의 최고 전압 V_max 보다 낮은 전압 V_M으로 보지하고, 소정의 전류 I₁이 되도록, 피처리체(11)의 제1 처리 구획 A에 소망하는 산화 피막을 형성한다[도 3b→도 3c: 제Ma 공정]. 도 3b, 도 3c에서, 부호(Δa)는 제1 처리 구획 A의 Z 방향의 폭이다. 도 3c에서, 부호(15a1)는 제1 처리 구획 A에 형성된 산화 피막이다. 여기서, 소정의 전류는, 오퍼레이터가, 이 전류값을 입력한다. 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 장치(도 1)는, 소정의 전류값의 입력부도 갖추고 있다.In the step Ma, the object to be processed 11 is moved by a distance Δa in the Z direction. Accordingly, only the first processing section A among the objects to be processed 11 is immersed in the electrolyte solution 22 . While maintaining this immersed state, the first processing section of the object to be processed 11 is maintained at a voltage V _M lower than the highest voltage V _max of the anode oxidation treatment including the micro arc oxidation treatment, and a predetermined current I ₁ . A desired oxide film is formed on A (FIG. 3B→FIG. 3C: Step Ma). 3B and 3C, symbol Δa is the width of the first processing section A in the Z direction. In Fig. 3C, reference numeral 15a1 denotes an oxide film formed in the first treatment zone A. Here, as for the predetermined current, the operator inputs this current value. The surface treatment apparatus (FIG. 1) according to the embodiment of the present invention also has an input unit for a predetermined current value.

다음으로, 상기 제Ma 공정을 마친 피처리체(11)를 Z 방향으로 거리 Δb 만큼 이동한다. 이에 따라, 피처리체(11)가 제1 처리 구획 A와 함께, 상기 제1 처리 구획 A에 인접한 제2 처리 구획 B까지 전해액(22)에 침지한 상태로 한다. 이 침지한 상태를 유지하면서, 제Ma 공정과 동일 조건에서 제2 처리 구획 B에 소망하는 산화 피막을 형성한다[도 3d: 제Mb 공정].Next, the target object 11 that has completed the first Ma process is moved by a distance Δb in the Z direction. Accordingly, the object to be processed 11 is immersed in the electrolyte solution 22 together with the first processing compartment A and the second processing compartment B adjacent to the first processing compartment A. While maintaining this immersed state, a desired oxide film is formed in the second processing compartment B under the same conditions as in the Ma process (Fig. 3D: Mb process).

그 때, 제1 처리 구획 A에는 산화 피막은 거의 형성되지 않는다. 도 3d에서, 부호(Δb)는 제2 처리 구획 B의 Z 방향의 폭이다. 도 3d에서, 부호(15b1)은 제2 처리 구획 B에 형성된 산화 피막이다.At that time, almost no oxide film is formed in the first processing compartment A. In Fig. 3D, symbol Δb is the width of the second processing compartment B in the Z direction. In Fig. 3D, reference numeral 15b1 denotes an oxide film formed in the second processing zone B.

그 다음으로, 상기 제Mb 공정을 마친 피처리체(11)를 Z 방향으로 거리 Δc 만큼 이동한다. 이에 따라, 피처리체(11)가 제1 처리 구획 A 및 제2 처리 구획 B와 함께, 상기 제2 처리 구획 B에 인접한 제3 처리 구획 C까지 전해액(22)에 침지한 상태로 한다. 이 침지한 상태를 유지하면서, 제Ma 공정과 동일 조건에서 제3 처리 구획 C에 소망하는 산화 피막을 형성한다[도 3e: 제Mc 공정]. 그 때, 제1 처리 구획 A와 제2 처리 구획 B에는 산화 피막은 거의 형성되지 않는다. 도 3e에서, 부호(Δc)는 제3 처리 구획 C의 Z 방향의 폭이다. 도 3e에서, 부호(15c1)은 제3 처리 구획 C에 형성된 산화 피막이다.Next, the target object 11 that has completed the Mb process is moved by a distance Δc in the Z direction. Accordingly, the object to be processed 11 is immersed in the electrolyte solution 22 together with the first processing compartment A and the second processing compartment B, and up to the third processing compartment C adjacent to the second processing compartment B. While maintaining this immersed state, a desired oxide film is formed in the third processing zone C under the same conditions as the first Ma process (Fig. 3e: the third process MC). At that time, an oxide film is hardly formed in the first processing compartment A and the second processing compartment B. In FIG. 3E, symbol Δc is the width of the third processing section C in the Z direction. In Fig. 3E, reference numeral 15c1 denotes an oxide film formed in the third processing zone C.

제3 처리 구획 C 이후도 마찬가지로, 피처리체(11)를 Z 방향으로 소정 거리 만큼 이동시키고, 순서대로 인접한 처리 구획까지 전해액(22)에 침지한 상태로 한다. 이 침지한 상태를 유지하면서, 제Ma 공정과 동일 조건에서 인접한 처리 구획에 소망하는 산화 피막을 형성한다.After the third processing section C, similarly, the object to be processed 11 is moved by a predetermined distance in the Z direction, and sequentially adjacent processing sections are immersed in the electrolyte solution 22 . While maintaining this immersed state, a desired oxide film is formed in the adjacent treatment section under the same conditions as the first Ma step.

이와 같이, Mb 공정, Mc 공정과 유사한 공정을 순서대로 반복하여, 피처리체(11)의 최후의 처리 구획 N까지(즉, 피처리체(11)의 모든 피처리면이) 전해액(22)에 침지된 상태로 한다. 이 침지한 상태를 유지하면서, 제Ma 공정과 동일 조건에서 최후의 처리 구획 N에 소망하는 산화 피막을 형성한다[도 3f: 제Mn 공정]. 그 때, 제1 처리 구획 A∼최후의 처리 구획 N의 하나 앞의 처리 구획에는 산화 피막은 거의 형성되지 않는다. 이에 따라, 피처리체(11)의 피처리면의 전역에 걸쳐 산화 피막이 형성된 상태를 얻을 수 있다. 도 3f에서, 부호(Δn)은 최후의 처리 구획 N의 Z 방향의 폭이다. 도 3e에서, 부호(15n1)은 최후의 처리 구획 N에 형성된 산화 피막이다.In this way, steps similar to the Mb process and the Mc process are repeated sequentially until the last processing section N of the object to be processed 11 (that is, all the surfaces to be processed of the object to be processed 11) are immersed in the electrolyte 22. make it state While maintaining this immersed state, a desired oxide film is formed in the last treatment zone N under the same conditions as the first Ma process (FIG. 3F: the first Mn process). At that time, an oxide film is hardly formed in the processing compartments preceding one of the first processing compartments A to the last processing compartment N. In this way, a state in which an oxide film is formed over the entire surface of the target object 11 can be obtained. In Fig. 3F, symbol Δn is the width of the last processing section N in the Z direction. In Fig. 3E, reference numeral 15n1 is an oxide film formed in the last processing section N.

이상의 제M 공정(제Ma 공정∼제Mn 공정)에 의해, 소정의 전압 V_M으로 보지(保持)하여 산화 피막을 형성하는 일련의 공정은 종료한다. 그 후, 산화 피막이 형성된 피처리체(11)를 전해액(22)에 침지한 상태에서 인상(引上)하여(-Z 방향으로 이동하여), 피처리체(11)가 전해액(22)으로부터 노출된 상태로 한다.Through the Mth process (Ma process to Mn process) described above, a series of processes for forming an oxide film by holding at a predetermined voltage V _M is completed. Thereafter, the object to be processed 11 on which the oxide film is formed is lifted up (moved in the -Z direction) while being immersed in the electrolyte solution 22, and the object to be processed 11 is exposed from the electrolyte solution 22. do it with

그리고, 앞서 설정한 소정의 전압 V_M 보다 높은 전압이며, 마이크로 아크 산화 처리의 최고 전압 V_max 보다 낮은 전압 V_M _＋1(V_M＜ V_M _＋1＜ V_Max)로 보지(保持)하고, 소정의 전류 I₁이 되도록 관리하면서, 피처리체(11)의 제1 처리 구획 A에 소망하는 산화 피막을 형성한다. 이하, 상술한 전압 V_M의 경우와 마찬가지로, 일련의 공정(제Ma 공정∼제Mn 공정)을 실시한다. 이에 따라, 피처리체(11)의 피처리면 전역에 걸쳐, 소정의 전압 V_M에서 형성된 산화 피막의 위에, 소정의 전압 V_M _＋1에서 형성된 산화 피막이 형성된 상태를 얻을 수 있다. 즉, 일련의 아노드 산화 처리 공정 다음의 일련의 아노드 산화 처리 공정에서는, 상기 소정의 전압 보다 높은 전압을 소정의 전압으로서 상기 피처리체에 인가한다.Then, the voltage V _M ₊₁ (V _M < V _M ₊₁ < V _Max ), which is higher than the previously set predetermined voltage V _M and lower than the highest voltage V _max of the micro-arc oxidation treatment, is maintained at a predetermined voltage. A desired oxide film is formed in the first processing zone A of the object to be processed 11 while managing the current I ₁ . Hereinafter, a series of steps (Ma-th step to Mn-th step) are performed in the same manner as in the case of the voltage V _M described above. Thus, a state in which an oxide film formed at a predetermined voltage V _M ₊₁ is formed on the oxide film formed at a predetermined voltage V _M over the entire surface to be processed of the target object 11 can be obtained. That is, in a series of anode oxidation treatment steps subsequent to the series of anode oxidation treatment steps, a voltage higher than the predetermined voltage is applied to the object to be processed as a predetermined voltage.

상기 전압 V_M을 상기 최고 전압 V_Max의 방향으로 순서대로 증가시켜 소정의 수치(V_M＜ V_M _＋1＜ V_M _＋2＜ V_M _＋3＜ … ＜ V_M _＋n＜ V_Max)로 하여, 상기 제M 공정(제Ma 공정∼제Mn 공정)을 반복해 실시함으로써, 합계 막 두께가 소망하는 두께로 된 상기 산화 피막을, 피처리체(11)의 피처리면의 전역에 걸쳐 형성할 수 있다.The voltage V _M is sequentially increased in the direction of the highest voltage V _Max to a predetermined value (V _M < V _M ₊₁ < V _M ₊₂ < V _M ₊₃ < … < V _M _+n < V _Max ), By repeatedly performing the M process (the Ma process to the Mn process), the oxide film having a desired total film thickness can be formed over the entire surface of the target object 11 to be processed.

즉, 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 방법은, 피처리체의 피처리면이, 단속적인 산화 처리(마이크로 아크 산화 처리의 최고 전압 V_Max 보다 낮은 전압 V_M으로 보지하고, 소정의 전류 I₁로 하는 조건 하에서), 산화 피막으로 덮이도록, 상술한 제M 공정을 실시한다. 또한, 상기 전압 V_M을 상기 최고 전압 V_Max의 방향으로 순서대로 증가시켜 소정의 수치로서, 상기 제M 공정을 반복해 실시함으로써, 합계 막 두께가 소망하는 두께로 된 상기 산화 피막을 형성한다.That is, in the surface treatment method according to the embodiment of the present invention, the surface to be treated is subjected to intermittent oxidation treatment (voltage V _M lower than the highest voltage V _Max of the micro-arc oxidation treatment), and a predetermined current I ₁ is applied. under conditions), the above-described Mth process is performed so as to be covered with an oxide film. In addition, by sequentially increasing the voltage V _M in the direction of the highest voltage V _Max to a predetermined value and repeating the Mth step, the oxide film having a total film thickness of a desired thickness is formed.

이상, 도 3a∼도 3g에 근거해, 아노드 산화 처리에서, 상기 n이 「3 이상」이며, 상기 제M 공정을 구성하는, 상기 제Ma 공정, 상기 제Mb 공정, … 상기 제Mn 공정이, 상기 피처리체를 「단속적」으로 상기 전해액에 침지하는 경우에 대해 설명했지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다.As described above, based on FIGS. 3A to 3G , in the anode oxidation treatment, the n is “3 or more” and constitutes the Mth process, the Ma process, the Mb process, . . . Although the case where the said Mn process immersed the object to be processed "intermittently" in the said electrolytic solution was demonstrated, this invention is not limited to this.

상기 n은 「1 또는 2」여도 무방하다. 또한, 상기 제M 공정을 구성하는, 상기 제Ma 공정, 상기 제Mb 공정, … 상기 제Mn 공정이, 상기 피처리체를 「단속적」으로 상기 전해액에 침지하는 대신에, 상기 피처리체를 「연속적」으로 상기 전해액에 침지하는 방법을 채용해도 무방하다.Said n may be "1 or 2". In addition, the Ma process, the Mb process, . . . constituting the M-th process. In the Mn step, instead of immersing the object to be processed in the electrolyte solution “intermittently”, a method of “continuously” immersing the object to be processed in the electrolyte solution may be employed.

즉, 아노드 산화 처리에서, 상기 n이 「1」이며, 상기 제M 공정을 구성하는, 상기 제Ma 공정, 상기 제Mb 공정, … 상기 제Mn 공정이, 상기 피처리체를 「연속적」또는 「단속적」으로 상기 전해액에 침지할 수도 있다. 그 때에는, 상기 제Mb 공정, … 상기 제Mn 공정에서의 소정의 전류의 값이, 상기 제Ma 공정에서의 소정의 전류 I₁과 같은 수치로 되는 것이 바람직하다.That is, in the anode oxidation treatment, the n is “1” and the Mth process is constituted by the Ma process, the Mb process, . . . In the Mn step, the object to be processed may be immersed in the electrolyte solution "continuously" or "intermittently". In that case, the Mb process, . . . It is preferable that the value of the predetermined current in the Mnth process is equal to the value of the predetermined current I ₁ in the Math process.

이하에서는, 통합된 제어 장치가 갖추는 제어부를 채용한 경우, 제M 공정(M은 2 이상의 정수)의 상기 제Ma 공정, 상기 제Mb 공정, … 상기 제Mn 공정에서, 상기 피처리체를 상기 전해액에 침지할 때에 「단속적」으로 제어하기 위해 이용하는, 「목표치, 현재치, 조작량, 이동량」의 전형적인 대응에 대해 기술한다.Hereinafter, when the control unit provided in the integrated control device is employed, the Mth process (M is an integer of 2 or more), the Ma process, the Mb process, . . . In the Mn step, a typical correspondence of "target value, current value, manipulated value, and movement amount" used for "intermittent" control when the object to be processed is immersed in the electrolyte will be described.

목표치는 오퍼레이터가 입력한 소정의 전류값이다.The target value is a predetermined current value input by the operator.

현재치는 처리 전류(아노드 산화 처리 시의 전류)이다.The current value is the processing current (current during anode oxidation treatment).

조작량은 피처리물을 침지하는 속도이다. 또한, 이 침지 속도는 전형적으로는 오퍼레이터가 입력하는 고정된 속도이지만, 목표치와 현재치와의 차분(差分)에 비례정수를 곱한 값의 속도로 해도 무방하다. 후자의 경우는 보다 단시간에 표면 처리를 실시하는 것이 가능해진다.The manipulated variable is the speed at which the object to be treated is immersed. In addition, although this dipping speed is typically a fixed speed input by an operator, it may be the speed of the value obtained by multiplying the difference between the target value and the current value by a proportional constant. In the case of the latter, it becomes possible to surface-treat in a shorter time.

이동량은 피처리물의 Z 방향으로의 이동거리이다. 이동량은 도시하지 않은 센서 등에 의해 제어부로 취입(取入)된다. 이 때, 어느 A 처리 구획까지의 침지란, 당초 위치로부터 다음의 처리 구획에 대응하는 이동량에 일치할 때까지 Z 방향으로 이동하는 것과 동의(同議)이다.The movement amount is the movement distance of the object to be processed in the Z direction. The amount of movement is taken into the controller by a sensor or the like not shown. At this time, immersion to a certain A processing section is synonymous with moving in the Z direction from the initial position to the movement amount corresponding to the next processing section.

또는, 조작량을 시간 적분한 값을 이동량으로서, 센서를 불필요한 것으로 하여, 다음의 처리 구획에 대응하는 이동량에 일치할 때까지 Z 방향으로 이동하는 것으로 해도 무방하다. 여기서, 처리 구획에 대응하는 이동량의 정의는 오퍼레이터가 입력하는 임의의 값이 되지만, 제어부의 제어 주기 시간에 대응하는 값을 설정하는 것이 바람직하다. 이 설정을 실시함으로써 최소의 처리 구획을 실현 가능하게 되기 때문이다.Alternatively, the value obtained by time integration of the manipulated variable may be used as the movement amount, and the sensor may be made unnecessary and moved in the Z direction until it matches the movement amount corresponding to the next processing section. Here, the definition of the movement amount corresponding to the processing section is an arbitrary value input by the operator, but it is preferable to set a value corresponding to the control cycle time of the control unit. This is because the minimum processing zone can be realized by performing this setting.

제어부는, 어느 처리 구획까지의 침지가 완료됨을, 「이동량」과「처리 구획에 대응하는 이동량」을 비교함으로써 검지하고, 다음으로 「목표치」와「현재치」의 비교를 실시한다. 이 비교의 결과, 소정의 전류값 이하이면 정지할 필요가 없기 때문에, 다음의 처리 구획에 대응하는 이동을 허가한다.The control unit detects completion of immersion to a certain processing section by comparing the "movement amount" with the "movement amount corresponding to the processing section", and then compares the "target value" with the "current value". As a result of this comparison, if it is below the predetermined current value, there is no need to stop, so movement corresponding to the next processing section is permitted.

또한, 소정의 전류값을 넘는 경우는, 침지를 정지시키는 처리, 즉 조작량을 제로('0')로 한다. 그렇지만, 피처리물이 미소하게 역방향으로 이동하는 것은 실기(實機)의 조정 범위 내로서 허용 가능하다.In addition, when the predetermined current value is exceeded, the process of stopping the immersion, that is, the manipulated variable is set to zero ('0'). However, slight movement of the object to be processed in the reverse direction is permissible as long as it is within the adjustment range of the actual machine.

상술한 것처럼, 본 발명의 실시형태에서는, 제어부는 이 일련의 처리를 복수 회 반복 실행함으로써, 상기 제Ma 공정, 상기 제Mb 공정, … 상기 제Mn 공정의 처리를 실시한다. 즉, 목표치와 현재치를 비교한 결과에 따라, 「단속적인 처리」가 되거나, 「일부가 연속적인 처리」가 되거나, 「전부 연속적인 처리」가 되는 경우가 있다.As described above, in the embodiment of the present invention, the control unit repeatedly executes this series of processes a plurality of times, so that the above-mentioned Ma process, the above-mentioned Mb-th process, ... The process of the said Mnth process is performed. That is, depending on the result of comparing the target value and the current value, there are cases where "intermittent processing" becomes "partially continuous processing" or "entirely continuous processing".

도 2a는, 상술한 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 방법을 도시한 플로우 차트이며, 제M 공정(제Ma 공정∼제Mn 공정)을 반복해 실시하는 것을 나타내고 있다. 도 2b는, 도 3b와 도 3f에 상당하는, 피처리체(11)와 전해액(22)과의 위치 관계를 모식적으로 나타낸 도면이다.Fig. 2A is a flow chart showing the surface treatment method according to the above-described embodiment of the present invention, and shows that the Mth process (Ma process to Mn process) is repeatedly performed. FIG. 2B is a diagram schematically showing the positional relationship between the object to be processed 11 and the electrolyte solution 22, corresponding to FIGS. 3B and 3F.

즉, 도 2a는, 아노드 산화 처리 시의 전류값 I와 소정의 전류 I₁과의 관계가, 「I₁≥ I」를 만족한 경우에, YES의 방향으로 진행되는 것을 나타내고 있다.That is, FIG. 2A shows that the relationship between the current value I during the anode oxidation process and the predetermined current I ₁ progresses in the YES direction when “I ₁ ≥ I” is satisfied.

또한, 「I₁≥ I」를 만족하는 경우에도, 액츄에이터 위치를 Z₁＜ Z로 해도 무방하다. 이 조건을 만족할 때는, 제M 공정을 구성하는 「제Ma 공정∼제Mn 공정」은 각각 구분되지 않으며, 연속된 하나의 공정으로 간주된다. 여기서, Z₁은 기판의 전측면(前側面)이 액면(液面)에 접한 상태에서의 기판의 후측면(後側面)의 위치(높이), Z는 아노드 산화 처리시의 기판의 후측면의 위치(높이)를 각각 나타낸다[도 2b].In addition, even when "I ₁ ≥ I" is satisfied, the actuator position may be set to Z ₁ < Z. When this condition is satisfied, the "Ma-th process to Mn-th process" constituting the M-th process are not distinguished from each other, and are regarded as one continuous process. Here, Z ₁ is the position (height) of the back side of the substrate in a state where the front side of the substrate is in contact with the liquid level, and Z is the back side of the substrate during anode oxidation treatment. Each represents the position (height) of (Fig. 2b).

그러므로, 본 발명의 실시형태는, 소전류 밀도의 전원 장치로, 또한 간이한 전해액의 냉각 기구로도, 마이크로 아크 산화 처리에 의해 대면적의 피처리체에 대해 단속적으로 산화 피막을 형성하는 것이 가능한, 표면 처리 방법을 가져온다.Therefore, an embodiment of the present invention is capable of intermittently forming an oxide film on a large-area target object by micro-arc oxidation treatment using a power supply device with a small current density and a simple electrolyte cooling mechanism. Bring surface treatment method.

또한, 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 방법에 의한 피처리체의 피처리면은, 단속적인 산화 처리에 의해 형성된 산화 피막의 다층 구조로 덮인다. 산화 피막의 형성 시에 최고 전압 V_Max 보다 낮은 전압 V_M으로 보지하고, 소정의 전류 I₁로 한 것에 의해, 단속적으로 처리를 실시하여도, 처리면에 색채적인 무늬가 남지 않는다. 이 때문에, 본 발명의 실시형태는, 처리면 외관의 균질성이 뛰어난 산화 피막의 제공에 기여한다.In addition, the surface to be treated of the object to be treated by the surface treatment method according to the embodiment of the present invention is covered with a multilayer structure of an oxide film formed by intermittent oxidation treatment. When the oxide film is formed, a voltage V _M lower than the highest voltage V _Max is maintained and a predetermined current I ₁ is applied so that no color pattern remains on the treated surface even if the treatment is performed intermittently. For this reason, the embodiment of the present invention contributes to the provision of an oxide film excellent in the homogeneity of the appearance of the treated surface.

도 4는, 산화 피막의 형성 시에 인가하는 전압 및 전류와 처리 시간과의 관계를 나타낸 그래프로서, 본 발명의 실시형태에 따른 방법으로 처리한 경우의 전압 전류 곡선이다. 도 4에서, 실선이 전압을, 점선이 전류를, 각각 나타내고 있다.4 is a graph showing the relationship between the voltage and current applied during the formation of the oxide film and the treatment time, and is a voltage current curve in the case of treatment by the method according to the embodiment of the present invention. In Fig. 4, the solid line represents the voltage and the dotted line represents the current, respectively.

도 4로부터, 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 방법에서는, 산화 피막의 형성 시에 최고 전압 V_Max 보다 낮은 전압 V_M으로 보지(保持)했을 때에, 소정의 전류 I₁을 유지하도록 제어되고 있음을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 실시형태에서는, 도 4에 도시한 것처럼, 상기 전압 V_M을 상기 최고 전압 V_Max의 방향으로 순서대로 증가시켜 소정의 수치(V_M ＜ V_M _＋1＜ V_M _＋2＜ V_M _＋3＜ … ＜ V_M _＋n＜ V_Max)로 하여, 상기 제M 공정(제Ma 공정∼제Mn 공정)을 실시한 경우에도, 소정의 전류 I₁을 유지하도록 제어되고 있다.From FIG. 4 , in the surface treatment method according to the embodiment of the present invention, when the voltage V _M is lower than the highest voltage V _Max at the time of forming the oxide film, it is controlled to maintain a predetermined current I ₁ can know Further, in the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4 , the voltage V _M is sequentially increased in the direction of the highest voltage V _Max to obtain a predetermined value (V _M < V _M ₊₁ < V _M ₊₂ < V _M ₊₃ < ... < V _M _+n < V _Max ), even when the Mth process (Math process to Mnth process) is performed, the predetermined current I ₁ is controlled to be maintained.

또한, 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 방법은, 도 4에 도시한 것처럼, 최후의 제M 공정(제Ma 공정∼제Mn 공정)에 이어서, 상기 최후의 제M 공정이 실시된 상기 전압 V_M 보다 낮은 전압 V_M _-까지, 소정의 시간에 연속적 또는 단속적으로 전압을 강하시켜, 상기 아노드 산화 처리를 실시하는 공정 P와, 상기 전압 V_M _-에서 정전압 처리를 실시하는 공정 Q를 순서대로 더 갖추어도 무방하다.Further, in the surface treatment method according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 4 , following the last Mth process (Ma process to Mn process), the voltage V at which the last Mth process is performed Step P of performing the anode oxidation treatment by continuously or intermittently dropping the voltage at a predetermined time to a voltage V _M _- lower than _M , and step Q of performing the constant voltage treatment at the voltage V _M _- in this order. Feel free to have more.

이에 따라, 후자의 전압(V_M _-)에서는 절연 파괴되지 않지만, 후자의 전압(V_M _-) 보다 높은 전자의 전압(V_M)에서는 절연 파괴되는 것 같은, 약한 부분을 충분히 수복(修復)하여, 보다 높은 내전압(耐電壓), 내식성(耐蝕性)을 가지는 산화 피막을 얻는 것이 가능해진다.As a result, the weak part, which does not break down at the latter voltage (V _M _- ), but breaks down at the former voltage (V _M ) higher than the latter voltage (V _M _- ), is sufficiently repaired. , it becomes possible to obtain an oxide film having a higher withstand voltage and corrosion resistance.

이처럼, 전자의 전압(V_M)과 후자의 전압(V_M _-) 사이의 전압 변화를 복수 회 반복하는 것으로, 막(膜)의 수복을 보다 확실히 실시하는 것이 바람직하다.In this way, it is preferable to perform film repair more reliably by repeating the voltage change between the former voltage (V _M ) and the latter voltage (V _M _- ) a plurality of times.

도 5는, 산화 피막의 형성 시에 인가하는 전압 및 전류와 처리 시간과의 관계를 나타낸 그래프로서, 일괄 처리한 경우의 전압 전류 곡선이다. 도 5에서, 실선이 전압을, 점선이 전류를, 각각 나타내고 있다.Fig. 5 is a graph showing the relationship between the voltage and current applied at the time of forming the oxide film and the processing time, and is a voltage current curve in the case of batch processing. In Fig. 5, the solid line represents the voltage and the dotted line represents the current, respectively.

도 4와 도 5를 비교 함으로써, 일괄 처리를 실시하면, 처리 시간은 본 발명의 실시형태에 따른 방법으로 처리한 경우의 1/3이지만, 처리 전류는 본 발명의 실시형태에 따른 방법으로 처리한 경우의 3배 필요하게 되는 것을 알 수 있다. 이로부터, 본 발명의 실시형태에 따른 연속 처리는, 처리 전류를 억제할 수 있고, 작은 설비로 대면적인 피처리체를 처리할 수 있음이 명확해졌다.By comparing FIG. 4 and FIG. 5 , when batch processing is performed, the processing time is 1/3 of that in the case of processing by the method according to the embodiment of the present invention, but the processing current is processed by the method according to the embodiment of the present invention. It can be seen that three times as much is required. From this, it became clear that the continuous processing according to the embodiment of the present invention can suppress the processing current and can process a large-area object to be processed with small equipment.

도 6은, 침지하는 방향에서의 피처리체의 위치와 처리 시간과의 관계를 나타낸 그래프이다.6 is a graph showing the relationship between the position of the target object in the immersion direction and the treatment time.

도 6로부터, 처리 전압이 낮은 경우에는, 시료 전체가 침지되어, 그 전압에서의 처리가 완료할 때까지의 시간이 짧다는 것을 알 수 있다. 한편, 처리 전압이 높은 경우에는, 시료 전체가 침지되어, 그 전압에서의 처리가 완료할 때까지의 시간이 길다는 것을 알 수 있다.It can be seen from Fig. 6 that when the treatment voltage is low, the entire sample is immersed and the time until the treatment at that voltage is completed is short. On the other hand, when the processing voltage is high, it can be seen that the entire sample is immersed and the time until the processing at that voltage is completed is long.

본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 방법에서는, 상기 피처리체에서의 상기 제1 처리 구획, 상기 제2 처리 구획, … 상기 제n 처리 구획을 순서대로 상기 전해액에 침지시킬 때, 상기 전해액의 깊이 방향으로 상기 피처리체가 진행하거나 또는 정지하도록, 상기 전해액의 액면에 대한 상기 피처리체의 위치를 제어하는 것이 바람직하다.In the surface treatment method according to an embodiment of the present invention, the first treatment section, the second treatment section, . . . When the nth processing compartment is sequentially immersed in the electrolyte solution, it is preferable to control the position of the object to be processed with respect to the liquid surface of the electrolyte solution so that the object to be processed advances or stops in the depth direction of the electrolyte solution.

이에 따라, 피처리체(11)의 피처리면 중, 아직 막이 형성되어 있지 않은 영역이, 전해액(22)의 액면에 대해, 나오거나 들어가는 동작을 방지할 수 있다. 그러므로, 절연파괴의 현상이 발생하기 어려운 상태로, 산화 피막의 형성을 안정적으로 실시하는 것이 가능해진다.Accordingly, it is possible to prevent a region where a film has not yet been formed among the surface to be processed of the target object 11 from coming out or retracting from the liquid surface of the electrolyte solution 22 . Therefore, it becomes possible to stably form the oxide film in a state where the phenomenon of dielectric breakdown is unlikely to occur.

이와 같이, 전해액(22)의 액면에 대한 피처리체(11)의 위치를 제어하는 방법으로서는, 이하에 기술한 두 가지의 수법을 들 수 있다.In this way, as a method of controlling the position of the object to be processed 11 with respect to the liquid surface of the electrolyte solution 22, the following two methods can be cited.

제1 수법은, 상기 전해액의 액면의 높이 위치를 고정하고, 상기 전해액의 액면에 대해 상기 피처리체의 높이 위치를 조정하는 방법이다.A first method is a method of fixing the height position of the liquid level of the electrolyte solution and adjusting the height position of the object to be processed with respect to the liquid level of the electrolyte solution.

제2 수법은, 상기 피처리체의 높이 위치를 고정하고, 상기 피처리체의 높이 위치에 대해 상기 전해액의 액면의 높이를 조정하는 방법이다.A second method is a method in which the height position of the object to be processed is fixed, and the height of the liquid level of the electrolyte solution is adjusted with respect to the height position of the object to be processed.

어느 수법에서도, 전해액(22)의 액면에 대한 피처리체(11)의 위치를 제어할 수 있다. 피처리체(11)가 작은(처리 면적이 좁은) 경우에는, 어느 수법을 선택해도 상관 없다. 그러나, 피처리체(11)가 큰(처리 면적이 넓은) 경우에는, 전해액(22)을 수납하는 전해액조(21)도 대용량이 되므로, 제1 수법이 바람직하다.In either method, the position of the object to be processed 11 relative to the surface of the electrolyte solution 22 can be controlled. When the object to be processed 11 is small (the processing area is narrow), any method may be selected. However, when the object to be processed 11 is large (the processing area is large), the electrolyte bath 21 accommodating the electrolyte solution 22 also has a large capacity, so the first method is preferable.

본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 장치로서, 도 1에 도시한 표면 처리 장치를 들 수 있다. 즉, 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 장치는, 피처리체 중 특정의 처리 구획까지 전해액에 침지시키기 위해, 상기 피처리체를 상기 전해액의 깊이 방향으로 이동시켜, 상기 특정의 처리 구획까지 상기 전해액에 침지된 위치에 상기 피처리체를 정지시키는 기능을 갖춘 피처리체의 이동 수단을 갖추고 있다. 그리고, 상기 이동 수단은, 상기 피처리체의 전역에 걸쳐, 소정의 전압을 인가하여 일련의 아노드 산화 처리가 종료할 때마다, 상기 전해액 중으로부터 상기 피처리체의 전역이 노출하는 위치까지, 상기 피처리체를 상기 전해액으로부터 인상하는 방향으로 상기 양극 수단을 이동시키도록 구성되어 있다.As a surface treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, the surface treatment apparatus shown in FIG. 1 is exemplified. That is, the surface treatment apparatus according to the embodiment of the present invention moves the object to be treated in the depth direction of the electrolyte so as to immerse the object to be treated in the electrolyte solution up to a specific treatment section of the object to be treated, and submerges the object to the specific treatment section in the electrolyte solution. A means for moving the object to be processed having a function of stopping the object to be processed at the immersed position is provided. Then, the moving unit applies a predetermined voltage over the entire area of the object to be processed, and whenever a series of anode oxidation treatment is completed, the feature moves from the electrolyte solution to a position where the entire area of the object to be processed is exposed. It is configured to move the anode means in a direction in which the lid body is pulled out of the electrolyte solution.

이에 따라, 본 발명의 실시형태에 의하면, 마이크로 아크 산화 처리를 포함한 아노드 산화 처리 시의 전류를 소정의 전류 I₁이하로 보지(保持)하는 것이 가능하기 때문에, 대용량의 전원이 불필요하게 된다. 또한, 모든 산화 피막의 형성 과정의 발열을 적극적으로 낮출 수 있으므로, 처리계(處理系)의 냉각하기 위한 시스템을 종래에 비해 작게 할 수 있다.Accordingly, according to the embodiment of the present invention, since it is possible to hold the current during the anode oxidation treatment including the microarc oxidation treatment to a predetermined current I ₁ or less, a large-capacity power supply becomes unnecessary. In addition, since the heat generation in all oxide film formation processes can be positively reduced, the system for cooling the processing system can be made smaller than before.

그러므로, 본 발명의 실시형태는, 소전류의 전원 장치로, 또한 간이한 전해액의 냉각 기구로도, 마이크로 아크 산화 처리를 포함한 아노드 산화 처리에 의해 대면적의 피처리체에 대해 단속적으로 산화 피막을 형성하는 것이 가능한 표면 처리 장치를 가져온다.Therefore, in the embodiment of the present invention, an oxide film is intermittently formed on a large-area target object by an anode oxidation treatment including a micro-arc oxidation treatment using a small current power supply device and a simple electrolyte cooling mechanism. A surface treatment apparatus capable of forming is brought.

또한, 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 장치는, 상술한 양극 수단을 갖추고 있으므로, 대면적의 피처리물에 대해, 자동적으로 피처리물을 덮도록 소망하는 막 두께로 된 산화 피막을 형성할 수 있다.In addition, since the surface treatment apparatus according to the embodiment of the present invention is equipped with the anode means described above, it is possible to automatically form an oxide film having a desired film thickness so as to cover a large area of an object to be treated so as to cover the object to be treated. can

본 발명의 실시형태에서 주목한 「전류 밀도」란, 피처리체 중 특정의 처리 구획까지 전해액에 침지시킨 상태에서, 전해액의 액면에 의해 특정되는 피처리체의 표면 주위의 길이(원둘레))로 전류값을 제한 수치이며, 이른바 「선(線) 전류 밀도」이다."Current density" paid attention in the embodiment of the present invention is a current value in the length (circumference) of the surface of an object to be processed that is specified by the liquid surface of the object to be processed in a state in which a specific treatment section of the object to be processed is immersed in the electrolyte solution is a limiting value and is a so-called "linear current density".

도 3a에서, 피처리체의 사이즈가, x1 = 2500 mm, x2 = 3000 mm, x3 = 50 mm으로 한 경우, 피처리체의 표면 주위의 길이(주장(周長))는, 「2500×2＋50×2」가 된다. (직류)전원 장치에서 인가하는 (최대)전압을 50 V, (최대)전류를 50 A로 한 경우, 「선 전류 밀도」는 0.0098 A/mm(≒ 50/5100)로 산출된다. 즉, 전해액의 액면이 접하는 피처리체의 표면 주위(원둘레부(周長部))에는, 극히 미약한 전류가 작용할 뿐이다. 따라서, 본 발명의 실시형태에 의하면, 산화 피막의 성장영역(成長領域) 이외는 절연 파괴의 현상이 발생하기 어려운 상태로, 산화 피막의 형성을 안정적으로 실시하는 것이 가능해진다.In FIG. 3A , when the sizes of the object to be processed are x1 = 2500 mm, x2 = 3000 mm, and x3 = 50 mm, the length (length) around the surface of the object to be processed is "2500 x 2 + 50 x 2". 」 becomes. If the (maximum) voltage applied by the (DC) power supply is 50 V and the (maximum) current is 50 A, the “line current density” is calculated as 0.0098 A/mm (≒ 50/5100). That is, only a very weak current acts on the periphery of the surface of the object to be processed (the circumferential portion) where the liquid surface of the electrolyte is in contact. Therefore, according to the embodiment of the present invention, it is possible to stably form the oxide film in a state where the phenomenon of dielectric breakdown is unlikely to occur except in the oxide film growth region.

본 발명의 실시형태는, 이처럼 극히 미약한 전류가 작용하는 것 만으로, 산화 피막을 형성할 수 있다. 그러므로, 본 발명의 실시형태에 의하면, 대전류를 공급하는 전원 장치는 필요 없으며, 소전류 밀도의 전원 장치로도 충분히 산화 피막을 형성하는 것이 가능하다. 따라서, 본 발명의 실시형태는, 간이한 전해액의 냉각 기구로도, 마이크로 아크 산화 처리를 포함한 아노드 산화 처리에 의해 대면적의 피처리체에 대해 단속적으로 산화 피막을 형성하는 것이 가능한 표면 처리 장치를 가져온다.In the embodiment of the present invention, an oxide film can be formed only by the action of an extremely weak current. Therefore, according to the embodiment of the present invention, there is no need for a power supply device for supplying a large current, and it is possible to sufficiently form an oxide film even with a power supply device with a small current density. Therefore, an embodiment of the present invention provides a surface treatment apparatus capable of intermittently forming an oxide film on a large-area target object by an anode oxidation treatment including a micro-arc oxidation treatment even with a simple electrolyte cooling mechanism. bring

또한, 본 발명의 실시형태에 따른 표면 처리 장치는, 상술한 양극 수단을 갖추고 있으므로, 대면적의 피처리물에 대해, 자동적으로 피처리물을 덮도록 소망하는 막 두께로 된 산화 피막의 안정된 형성을 실현한다.In addition, since the surface treatment apparatus according to the embodiment of the present invention is equipped with the above-mentioned anode means, stable formation of an oxide film having a desired film thickness so as to automatically cover a large-area to-be-treated object. to realize

본 발명은, 밸브 금속으로 이루어진 피처리체의 표면 처리법에 넓게 적용 가능하다. 본 발명은, 진공장치의 내부 공간에서 사용되는 물품, 예를 들면 가열 히터 패널이나, 샤워 플레이트, 챔버의 내벽재 등의 표면 처리법으로서 적합하게 이용된다.INDUSTRIAL APPLICATION This invention is widely applicable to the surface treatment method of the target object made of valve metal. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is suitably used as a surface treatment method for articles used in the interior space of a vacuum apparatus, for example, heating heater panels, shower plates, chamber inner wall materials, and the like.

11: 피처리체, 21: 전해액조(電解液槽), 22: 전해액, 22a: 액면, 15a1, 15b1, 15c1, … 15n1(15): 산화 피막, A, B, C, … N: 처리 구획.11: subject to be processed, 21: electrolyte tank, 22: electrolyte, 22a: liquid level, 15a1, 15b1, 15c1, . . . 15n1 (15): oxide film, A, B, C, ... N: treatment compartment.

Claims

A surface treatment method in which an object to be treated made of valve metal is immersed in an electrolyte solution to perform an anode oxidation treatment, and an oxide film is formed on the surface to be treated of the object to be treated,
The anode oxidation treatment is composed of an M step of forming an oxide film over the entire surface of the target surface by holding at a voltage V _M lower than the highest voltage V _Max of the anode oxidation treatment,
The Mth process,
A first Ma step of forming a desired oxide film in a first processing compartment of the object to be processed;
The Mb step of forming a desired oxide film in the second processing compartment of the object to be processed; . . .
Equipped with an Mn-th step (n is an integer of 1 or more) for forming a desired oxide film on the n-th processing section of the object to be processed and forming an oxide film over the entire surface of the object to be processed;
In the Mth process, whenever the process of forming the oxide film is completed, the voltage V _M is sequentially increased in the direction of the highest voltage V _Max to a predetermined value, and the oxide film is formed on the surface to be processed of the object to be processed. is the process of forming
By repeating the Mth process, the oxide film having a desired total film thickness is formed;
In the step Ma, the object to be processed is moved in the depth direction of the electrolyte solution to the width of the first processing compartment, and a desired oxide film is formed in the first processing compartment;
In the Mb process, the object to be processed after the Ma process is moved in the depth direction of the electrolyte solution to the width of the second processing compartment adjacent to the first processing compartment, and a desired oxide film is formed in the second processing compartment. form, and...
In the Mnth process, the object to be processed after the M(n−1)th process is moved in the depth direction of the electrolyte solution to the width of the nth processing compartment adjacent to the n−1th processing compartment, and is moved to the nth processing compartment. forming a desired oxide film;
At this time, almost no oxide film is formed in the first processing compartment to the n-1th processing compartment, and an oxide film is formed over the entire surface of the target object to be processed by the Mnth process.
surface treatment method.

According to claim 1,
The Mb process, . . . In the Mn-th process, comparing the current value I at the time of the anode oxidation treatment with a predetermined current value I ₁ at the Ma-th process;
When the current value I during the anode oxidation treatment exceeds the predetermined current value I ₁ , the object to be processed is stopped, and
When the relationship between the current value I during the anode oxidation treatment and the predetermined current value I ₁ satisfies “I ₁ ≥ I”, the object to be processed is moved to the width of the next processing section in the depth direction of the electrolyte solution. moving
surface treatment method.

According to claim 2,
The Mb process, . . . In the Mn process,
By comparison of the predetermined current value I ₁ and the current value I,
When the current value I is equal to or less than a predetermined current value I ₁ , the target object is moved to a next processing section in the depth direction of the electrolyte solution without stopping the object to be processed;
When the current value I exceeds the predetermined current value I ₁ , stopping the immersion in the depth direction of the electrolyte solution;
Accordingly, the Ma process, the Mb process, . . . The treatment of the Mn th process is an intermittent treatment, a partially continuous treatment, or an entirely continuous treatment.
surface treatment method.

According to claim 3,
Depending on the line current density, which is a numerical value obtained by subtracting the current value from the length around the surface of the object to be processed, which is specified by the liquid level of the electrolyte, in a state in which the object to be processed is immersed in the specific treatment section in the electrolyte solution , forming an oxide film
surface treatment method.

According to claim 1,
Following the last M step in the anode oxidation treatment,
Step P of performing the anode oxidation treatment by continuously or intermittently dropping the voltage at a predetermined time to a voltage V _M- lower than the voltage V _M at which the last Mth step was performed;
Step Q for performing constant voltage processing at the voltage V _M- is further provided in order
surface treatment method.

According to claim 1,
The object to be processed is an article used in the inner space of the vacuum device.
surface treatment method.

According to claim 1,
The anode oxidation treatment includes micro arc oxidation treatment
surface treatment method.

By repeatedly performing the Mth step by the surface treatment method according to claim 1, immersing an object to be treated made of valve metal in an electrolyte solution to perform the anode oxidation treatment, and forming an oxide film on the object to be treated. In the surface treatment device,
an anode means for forming the oxide film on the surface to be processed of the object to be processed by the anode oxidation treatment;
an electrolyte bath having an opening for accommodating the electrolyte solution and enabling immersion of the anode means in the electrolyte solution;
a cathode means disposed opposite to the anode means in the electrolyte solution;
A power supply means for performing the anode oxidation treatment by applying a predetermined voltage to generate a current between the anode means and the cathode means in a state in which the anode means and the cathode means are immersed in the electrolyte; and ,
moving the object to be processed in the depth direction of the electrolyte so as to immerse up to a specific processing section of the object to be processed in the electrolyte solution, and stopping the object to be processed at a position where up to the specific processing section is immersed in the electrolyte solution feature,
The Ma process, the Mb process, . . . or whenever the treatment of the Mn process is completed, moving means for moving the object to be processed in the depth direction of the electrolyte solution so as to be immersed in the electrolyte solution to an adjacent processing compartment;
An information processing device for controlling the power supply means, and a control device for controlling the moving means.
including,
The moving means applies a predetermined voltage to the entire area of the object to be processed, and whenever a series of anode oxidation treatment is completed, from the electrolyte solution to a position where the entire area of the object to be processed is exposed. configured to move the anode means in the direction of pulling the object to be processed out of the electrolyte.
surface treatment device.

According to claim 8,
The information processing device,
Controlling the voltage V _M applied to the target object by controlling the power source means
surface treatment device.

The method of claim 8 or 9,
The means of transportation is
A function of comparing a predetermined current value I ₁ and a current value I, and stopping the object to be processed when the predetermined current value I ₁ is exceeded
surface treatment device.