图案形成装置以及图案形成方法
【专利摘要】本发明的图案形成装置具备多个罐和电源装置。罐具有与形成有不同种类的皮膜的多个区域各自的轮廓形状相同形状的开口端，并在使这些开口端抵接于工件的表面W的状态下分别蓄积用于形成不同种类的皮膜的电沉积液。电源装置向作为第一电极的工件与多个罐内的第二电极的每一电极之间施加规定的电压。
【专利说明】图案形成装置以及图案形成方法
【技术领域】
[0001]本申请引用2012年8月22日提交的日本专利申请2012-183261所公开的说明书、权利要求书、附图和摘要的全部内容。
[0002]本发明涉及利用电沉积在工件的表面的多个区域形成不同种类的皮膜，并利用这些皮膜在工件的表面获得规定皮膜图案的图案形成装置以及图案形成方法。
【背景技术】
[0003]例如，为了减小金属制工件表面的摩擦阻力，有时在其表面形成树脂皮膜。作为用于形成这样的皮膜的方法公知一种电沉积。即，如图7所示，通过在蓄有包含树脂成分的电沉积液(电解液)90的水槽91内配置工件92和对置电极93，并通过向它们施加直流电压，能够使包含在电沉积液90中的树脂成分附着于工件92的表面，形成树脂皮膜。此外，作为利用电沉积在工件的表面形成皮膜的装置，例如已知特开2000 - 256895号公报(参照图1)所记载的装置。
[0004]另外，如图8所示，在利用电沉积在工件95的表面的多个区域形成不同种类的皮膜，并利用这些皮膜形成规定的皮膜图案的情况下，如下所述，以往使用掩模。此外，在图8中，板状的工件95的表面被划分为9个区域Al~A9。在区域A2、A4、A6以及A8形成第一皮膜。在区域Al和A9形成有与第一皮膜种类不同的第二皮膜。在区域A3和A7形成有与第一皮膜和第二皮膜种类不同的第三皮膜。在区域A5形成有与第一、第二以及第三皮膜种类不同的第四皮膜。
[0005]在形成这样的皮膜图案时，首先，将工件和对置电极配置在蓄有用于形成第一皮膜的电沉积液的水槽内。此外·，如图9 (A)所示，该工件的表面被覆盖格子状的掩模Ml。然后，通过对工件和对置电极施加直流电压，从而在未覆盖掩模Ml的区域A2、A4、A6以及A8形成第一皮膜(参照图9 (B))。接下来，将形成有第一皮膜的工件和对置电极配置在蓄有用于形成第二皮膜的电沉积液的水槽内。其中，如图9 (C)所示，覆盖在该工件的表面的掩模被替换为其它掩模M2。由此，在未覆盖掩模M2的区域Al和A9形成第二皮膜(参照图9(D))。
[0006]以下，同样地，将交换为掩模M3 (参照图9 (E))的工件配置在蓄有用于形成第三皮膜的电沉积液的水槽内，在区域A3和A7形成第三皮膜(图9 (F))。
[0007]另外，将被覆盖掩模M4 (参照图9 (G)参照)的工件配置在蓄有用于形成第四皮膜的电沉积液的水槽内，在区域A5形成第四皮膜(图9 (H))。
[0008]如上所述，为了利用电沉积在工件的表面的多个区域Al~A9形成不同种类的皮膜，并通过这些皮膜获得规定的皮膜图案，需要反复地将工件配置在电沉积液种类不同的水槽内进行多次电沉积的处理。而且，存在需要按每一处理更换覆盖工件的掩模，故以往的方法存在消耗大量的工序数，产品成本增加这样的问题。
【发明内容】
[0009]本发明目的在于提供在利用电沉积在工件的表面的多个区域形成不同种类的皮膜，并通过这些皮膜获得规定的皮膜图案的情况下，能够减少工序数的图案形成装置以及能够减少工序数的图案形成方法。
[0010]利用电沉积在工件的表面的多个区域形成不同种类的皮膜，通过这些皮膜获得规定的皮膜图案的本发明一实施方式的图案形成装置在构成上的特征在于，具备:多个罐，它们具有与形成有不同种类的皮膜的上述多个区域各自的轮廓形状相同形状的开口端，并在使该开口端抵接于上述表面的状态下，分别蓄积用于形成不同种类的皮膜的电沉积液；电源装置，其向作为第一电极的上述工件与上述多个罐内的各个第二电极之间施加规定电压。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]结合最佳实施例的详细描述和附图，本发明前述和其他的特点和优点得以进一步明确。相同部件赋予相同附图标记。 [0012]图1是表示本发明的图案形成装置的概略结构的立体图。
[0013]图2是表示使罐与工件分离的状态的图。
[0014]图3是将罐上下颠倒，并使抵接部朝上表示的说明图。
[0015]图4是从主视面观察罐的截面的说明图。
[0016]图5是通过图案形成装置获得规定的皮膜图案的工件的表面的说明图。
[0017]图6是表示其他实施方式的图案形成装置的概略结构的立体图。
[0018]图7是对以往的装置进行说明的说明图。
[0019]图8是工件的表面的说明图。
[0020]图9是对以往的图案形成方法进行说明的说明图。
【具体实施方式】
[0021]以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。图1是表示本发明的图案形成装置的概略结构的立体图。该图案形成装置是利用电沉积在工件W的表面F的多个区域形成不同种类的皮膜，并通过这些皮膜获得规定的皮膜图案的装置。其中，这样在工件W的表面形成皮膜的理由是例如为了提高表面的耐磨耗性或减少摩擦阻力。另外，设置具有多种皮膜的皮膜图案是为了按每一表面F的区域来改变特性。
[0022]图5是利用本实施方式的图案形成装置获得规定的皮膜图案的工件W的表面F的说明图。在本实施方式中，工件W由金属板构成，其表面F被划分为格子状，具有9个区域Al~A9。此外，后面会进行说明，该工件W作为电极(第一电极)。另外，针对该表面F利用电沉积形成4种皮膜，并获得基于这4种皮膜的皮膜图案。具体而言，区域A2、A4、A6以及AS中形成有第一皮膜SI。在区域Al和A9形成与第一皮膜SI种类不同的第二皮膜S2。在区域A3和A7形成与第一皮膜SI和第二皮膜S2种类不同的第三皮膜S3。在区域A5形成与第一、第二以及第三皮膜S1、S2以及S3种类不同的第四皮膜S4。
[0023]在图1中，图案形成装置具备多个罐11~19。图2是表示使这些罐11~19与工件W分离的状态的图。在图1和图2中，图案形成装置具备与在工件W的表面F形成皮膜的上述区域Al~A9相同个数的罐，换言之，9个罐11~19。对该图案形成装置而言，工件W被设置为表面F朝上，在该表面F上放置罐11~19的状态下被使用。换言之，罐11~19分别具有在表面F侧(换言之，下端部侧)开口的结构，并使各罐的下端部抵接于工件W的表面F而被使用。在各罐的内周面具有上下长的筒形状，这些罐11~19的下端部作为针对表面F的抵接部9。罐11~19各自的下端部(开口端)分别抵接于区域Al~A9各自的外周边。
[0024]图3是将罐11~19上下颠倒，并将上述抵接部9朝表示的说明图。罐11~19各自的开口端21~29的形状与区域Al~A9各自的轮廓形状相同。在本实施方式中，区域Al~A9各自的轮廓形状为矩形，区域Al~A9形状均相同。因此，开口端21~29各自的形均为相同的矩形。这些开口端21~29成为抵接于工件W的表面F的抵接部9。另外，罐11~19分别沿其长度方向(上下方向)具有相同的截面形状。
[0025]而且，在本实施方式中，这些罐11~19构成为一体。换言之，例如，由罐11的内壁面Ila和其相邻的罐12的内壁面12a构成共用的一个侧壁的两侧面。
[0026]而且，在使开口端21~29抵接于表面F的状态下，这些罐11~19能够分别蓄积用于形成不同种类的皮膜的电沉积液(电解液)。图4是从主视面观察表示罐17、18以及19的截面的说明图。根据该图4，在罐17、18以及19分别蓄有不同种类的电沉积液L3、L1以及L2。罐11~19各自的内部空间与其他罐的内部空间独立而构成，电沉积液彼此不会混
八
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[0027]在图1中，在本实施方式中，在罐12、14、16以及18蓄有用于形成第一皮膜SI的相同的电沉积液LI。在罐11和19蓄有用于形成第二皮膜S2的相同的电沉积液L2。在罐13和17蓄有用于形成第三皮膜S3的相同的电沉积液L3。在罐15蓄有用于形成第四皮膜S4的电沉积液L4。这些电沉 积液LI~L4分别包含树脂成分，各自的树脂成分不同。因此，在本实施方式中，在表面F形成有不同种类的树脂制的皮膜SI~S4。
[0028]此外，虽然未图示出，但罐11~19分别经由配管与服务器罐连接，也可以构成为蓄积在该服务器罐中的电沉积液经由上述配管分别向罐11~19供给。
[0029]另外，图案形成装置具备防止电沉积液泄漏的密封部8(参照图3和图4)。密封部8设置在抵接于工件W的表面F的罐11~19的开口端21~29。换言之，密封部8设置在罐11~19的抵接部9。密封部8例如由橡胶或者硅等树脂材料构成，通过在开口端21~29粘合树脂而构成。采用该密封部能够防止在使罐11~19的开口端21~29抵接于工件W的表面F的状态下，罐11~19内的电沉积液LI~L4从表面F与开口端21~29之间泄漏。
[0030]尤其是在本实施方式中，在工件W的表面F划分而形成的多个区域Al~A9中包含邻接的区域(例如，A7和A8)。由此，与这些区域对应的罐(在图4中为罐17和罐18)彼此邻接而配置，即使在这种情况下也能够防止电沉积液LI (L3)泄漏而与相邻的罐内的电沉积液L3 (LI)混合。
[0031]另外，在罐11~19内作为第一电极(工件W)的对置电极设置有第二电极31~39 (参照图4)。在本实施方式中，在罐11~19各自的内壁面设置有电极31~39。即，罐11~19各自的内壁面的一部分成为第二电极31~39。此外，如上所述，在罐11~19的抵接部9设置有密封部8。由此，该密封部8由非导电性的材料构成，并作为使罐11~19与工件W之间电绝缘的部件而发挥功能。由此，罐11~19各自的内壁面都可以成为第二电极。换言之，罐11~19可以由具有导电性的材料构成。
[0032]而且，该图案形成装置还具备电源装置10 (参照图1)。电源装置10向作为第一电极的工件W和罐11~19内的第二电极31~39的每一个电极之间施加所需要的直流电压。由此，在工件W的表面F的区域Al~A9分别形成与相邻区域不同种类的皮膜，获得如图5所示那样的格子状的皮膜图案。尤其是在本实施方式中，电源装置10同时向第一电极(工件W)与罐11~19内的第二电极31~39的每一个电极之间施加电压。由此，同时进行电沉积处理。
[0033]对利用具备以上构成的图案形成装置通过电沉积在工件W的表面F的区域Al~A9形成不同种类的皮膜，并通过这些皮膜获得规定的皮膜图案的图案形成方法进行说明。如图1和图2所示，针对工件W的表面F中形成有不同种类的皮膜的区域Al~A9，使具有与这些区域Al~A9各自的轮廓形状相同的形状的开口端21~29 (图3参照)的罐11~19抵接于上述区域Al~A9。
[0034]然后，在这些罐11~19分别蓄用于形成不同种类的皮膜SI~S4的电沉积液LI~L4，利用电源装置10向作为第一电极的工件W与罐11~14内的第二电极31~39的每一个电极之间施加直流电压。
[0035]通过这样施加电压，在工件W的表面F的区域Al~A9形成不同种类的皮膜SI~S4，获得图5所示的皮膜图案。因此，为了在工件W的表面F形成不同种类的皮膜SI~S4不需要以往那样的掩模。由此，也不要该掩模的更换，能够减少用于形成皮膜图案所需要的工序数。其结果为，能够在短时间内进行工件W的表面处理，能够对产品成本的减少做出贡献。
[0036]特别是在本实施方式中，为分别在罐11~19蓄积所需要的电沉积液LI~L4的状态，同时施加第二电极31~39的每一个电极与第一电力(工件W)之间的电压。由此，能够针对区域Al~A9同时进行电沉积，能够同时形成不同种类的皮膜SI~S4。
[0037]与此相对，以往，如利用图9所说明的那样，为了针对多个区域形成多种皮膜而需要蓄有多种电沉积液的水槽和多种掩模。需要一边更换水槽一边对工件进行电沉积，并且在每次更换水槽时需要交换掩模。若将掩模的更换与电沉积处理设为一个工序，则为了形成4种皮膜SI~S4需要反复进行4次工序。然而，根据本实施方式，不需要掩模，并且针对所有区域Al~A9同时进行电沉积处理，能够通过I个工序，换言之在短时间内，在工件W的表面F形成4种皮膜SI~S4。
[0038]此外，关于使用电源装置10的电沉积处理用的控制，可以在所有罐11~19中，将电压、电流等控制为相同的条件，也可以使罐11~19各自的条件不同。作为条件至少包括电流、电压以及施加时间中至少一个。为了进行该控制，电源装置10具有用于控制该条件的控制部(未图示)。该控制部由具有CPU、内部存储器的微型计算机构成。
[0039]例如，在图1所示的实施方式中，对电源是单一、且向作为第一电极的工件W与罐11~19内的第二电极31~39的每一个电极之间施加所需要的电压，并利用相同的参数(例如，电流、电压)和相同的工序(例如，外加时间)进行电沉积处理的情况进行了说明。然而，除此之外，还可以针对一个罐设置一个电源(参照图6)，在该图6的情况下，针对罐11~19设置电源Vl~V9。因此，能够按每一罐而改变参数、工序地进行电沉积处理。由此，例如，即使存积在罐11~19中的电沉积液的特性不同，也能够根据其特性来改变参数和工序中的一方或者双方来进行电沉积处理。
[0040]本发明的图案形成装置并不局限于图示的方式，也可以是在本发明的范围内的其他方式。例如，工件W可以不是板状而是圆筒状或圆柱状。在工件的表面划分而形成的多个区域可以不是矩形而是包含曲线部分的形状等其他的形状。而且，只要是匹配该区域的轮廓形状来形成罐(开口端)即可。
[0041]根据本发明，由于为了在工件的表面的多个区域利用电沉积形成不同种类的皮膜并通过这些皮膜获得规定的皮膜图案，不需要以往那样的掩模，所以也不需要掩模的更换，能够减少工序数。`
【权利要求】
1.一种图案形成装置，利用电沉积在工件的表面的多个区域形成不同种类的皮膜，并通过这些皮膜来获得规定的皮膜图案， 所述图案形成装置的特征在于，具备: 多个罐，它们具有与形成不同种类的皮膜的所述多个区域各自的轮廓形状为相同形状的开口端，并在使该开口端抵接于所述表面的状态下分别蓄积用于形成不同种类的皮膜的电沉积液；和 电源装置，其向作为第一电极的所述工件与所述多个罐内的各个第二电极之间施加规定电压。
2.根据权利要求1所述的图案形成装置，其特征在于， 所述电源装置同时向所述第一电极与所述多个罐内的各个所述第二电极之间施加电 压。
3.根据权利要求1所述的图案形成装置，其特征在于， 还具备密封部，所述密封部防止所述罐内的电沉积液在使该罐的开口端抵接于所述工件的表面的状态下从该工件的表面与该开口端之间泄漏。
4.根据权利要求2所述的图案形成装置，其特征在于， 还具备密封部，所述密封部防止所述罐内的电沉积液在使该罐的开口端抵接于所述工件的表面的状态下从该工件的表面与该开口端之间泄漏。
5.根据权利要求1~4中任意一项所述的图案形成装置，其特征在于， 所述多个罐的内壁面的至少一部分为所述第二电极。
6.一种图案形成方法，利用电沉积在工件的表面的多个区域形成不同种类的皮膜，并通过些皮膜来获得规定的皮膜图案， 所述图案形成方法的特征在于，包括: 使多个罐抵接于所述工件的表面中形成不同种类的皮膜的多个区域的步骤，所述多个罐具有与这些多个区域各自的轮廓形状为相同形状的开口端；和 在这些罐中分别蓄积用于形成不同种类的皮膜的电沉积液，并向作为第一电极的所述工件与所述多个罐内的各个第二电极之间施加电压。
【文档编号】C25D5/02GK103628103SQ201310361890
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年8月19日 优先权日:2012年8月22日
【发明者】博伊科·斯托伊梅诺夫, 山川和芳, 铃木雅裕, 松尾和昭 申请人:株式会社捷太格特