圖案形成裝置以及圖案形成方法
【專利摘要】本發(fā)明的圖案形成裝置具備多個(gè)罐和電源裝置。罐具有與形成有不同種類的皮膜的多個(gè)區(qū)域各自的輪廓形狀相同形狀的開口端，并在使這些開口端抵接于工件的表面W的狀態(tài)下分別蓄積用于形成不同種類的皮膜的電沉積液。電源裝置向作為第一電極的工件與多個(gè)罐內(nèi)的第二電極的每一電極之間施加規(guī)定的電壓。
【專利說(shuō)明】圖案形成裝置以及圖案形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)引用2012年8月22日提交的日本專利申請(qǐng)2012-183261所公開的說(shuō)明書、權(quán)利要求書、附圖和摘要的全部?jī)?nèi)容。
[0002]本發(fā)明涉及利用電沉積在工件的表面的多個(gè)區(qū)域形成不同種類的皮膜，并利用這些皮膜在工件的表面獲得規(guī)定皮膜圖案的圖案形成裝置以及圖案形成方法。
【背景技術(shù)】
[0003]例如，為了減小金屬制工件表面的摩擦阻力，有時(shí)在其表面形成樹脂皮膜。作為用于形成這樣的皮膜的方法公知一種電沉積。即，如圖7所示，通過(guò)在蓄有包含樹脂成分的電沉積液(電解液)90的水槽91內(nèi)配置工件92和對(duì)置電極93，并通過(guò)向它們施加直流電壓，能夠使包含在電沉積液90中的樹脂成分附著于工件92的表面，形成樹脂皮膜。此外，作為利用電沉積在工件的表面形成皮膜的裝置，例如已知特開2000 - 256895號(hào)公報(bào)(參照?qǐng)D1)所記載的裝置。
[0004]另外，如圖8所示，在利用電沉積在工件95的表面的多個(gè)區(qū)域形成不同種類的皮膜，并利用這些皮膜形成規(guī)定的皮膜圖案的情況下，如下所述，以往使用掩模。此外，在圖8中，板狀的工件95的表面被劃分為9個(gè)區(qū)域Al~A9。在區(qū)域A2、A4、A6以及A8形成第一皮膜。在區(qū)域Al和A9形成有與第一皮膜種類不同的第二皮膜。在區(qū)域A3和A7形成有與第一皮膜和第二皮膜種類不同的第三皮膜。在區(qū)域A5形成有與第一、第二以及第三皮膜種類不同的第四皮膜。
[0005]在形成這樣的皮膜圖案時(shí)，首先，將工件和對(duì)置電極配置在蓄有用于形成第一皮膜的電沉積液的水槽內(nèi)。此外·，如圖9 (A)所示，該工件的表面被覆蓋格子狀的掩模Ml。然后，通過(guò)對(duì)工件和對(duì)置電極施加直流電壓，從而在未覆蓋掩模Ml的區(qū)域A2、A4、A6以及A8形成第一皮膜(參照?qǐng)D9 (B))。接下來(lái)，將形成有第一皮膜的工件和對(duì)置電極配置在蓄有用于形成第二皮膜的電沉積液的水槽內(nèi)。其中，如圖9 (C)所示，覆蓋在該工件的表面的掩模被替換為其它掩模M2。由此，在未覆蓋掩模M2的區(qū)域Al和A9形成第二皮膜(參照?qǐng)D9(D))。
[0006]以下，同樣地，將交換為掩模M3 (參照?qǐng)D9 (E))的工件配置在蓄有用于形成第三皮膜的電沉積液的水槽內(nèi)，在區(qū)域A3和A7形成第三皮膜(圖9 (F))。
[0007]另外，將被覆蓋掩模M4 (參照?qǐng)D9 (G)參照)的工件配置在蓄有用于形成第四皮膜的電沉積液的水槽內(nèi)，在區(qū)域A5形成第四皮膜(圖9 (H))。
[0008]如上所述，為了利用電沉積在工件的表面的多個(gè)區(qū)域Al~A9形成不同種類的皮膜，并通過(guò)這些皮膜獲得規(guī)定的皮膜圖案，需要反復(fù)地將工件配置在電沉積液種類不同的水槽內(nèi)進(jìn)行多次電沉積的處理。而且，存在需要按每一處理更換覆蓋工件的掩模，故以往的方法存在消耗大量的工序數(shù)，產(chǎn)品成本增加這樣的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】
[0009]本發(fā)明目的在于提供在利用電沉積在工件的表面的多個(gè)區(qū)域形成不同種類的皮膜，并通過(guò)這些皮膜獲得規(guī)定的皮膜圖案的情況下，能夠減少工序數(shù)的圖案形成裝置以及能夠減少工序數(shù)的圖案形成方法。
[0010]利用電沉積在工件的表面的多個(gè)區(qū)域形成不同種類的皮膜，通過(guò)這些皮膜獲得規(guī)定的皮膜圖案的本發(fā)明一實(shí)施方式的圖案形成裝置在構(gòu)成上的特征在于，具備:多個(gè)罐，它們具有與形成有不同種類的皮膜的上述多個(gè)區(qū)域各自的輪廓形狀相同形狀的開口端，并在使該開口端抵接于上述表面的狀態(tài)下，分別蓄積用于形成不同種類的皮膜的電沉積液；電源裝置，其向作為第一電極的上述工件與上述多個(gè)罐內(nèi)的各個(gè)第二電極之間施加規(guī)定電壓。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]結(jié)合最佳實(shí)施例的詳細(xì)描述和附圖，本發(fā)明前述和其他的特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)得以進(jìn)一步明確。相同部件賦予相同附圖標(biāo)記。 [0012]圖1是表示本發(fā)明的圖案形成裝置的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0013]圖2是表示使罐與工件分離的狀態(tài)的圖。
[0014]圖3是將罐上下顛倒，并使抵接部朝上表示的說(shuō)明圖。
[0015]圖4是從主視面觀察罐的截面的說(shuō)明圖。
[0016]圖5是通過(guò)圖案形成裝置獲得規(guī)定的皮膜圖案的工件的表面的說(shuō)明圖。
[0017]圖6是表示其他實(shí)施方式的圖案形成裝置的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0018]圖7是對(duì)以往的裝置進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。
[0019]圖8是工件的表面的說(shuō)明圖。
[0020]圖9是對(duì)以往的圖案形成方法進(jìn)行說(shuō)明的說(shuō)明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]以下，基于附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。圖1是表示本發(fā)明的圖案形成裝置的概略結(jié)構(gòu)的立體圖。該圖案形成裝置是利用電沉積在工件W的表面F的多個(gè)區(qū)域形成不同種類的皮膜，并通過(guò)這些皮膜獲得規(guī)定的皮膜圖案的裝置。其中，這樣在工件W的表面形成皮膜的理由是例如為了提高表面的耐磨耗性或減少摩擦阻力。另外，設(shè)置具有多種皮膜的皮膜圖案是為了按每一表面F的區(qū)域來(lái)改變特性。
[0022]圖5是利用本實(shí)施方式的圖案形成裝置獲得規(guī)定的皮膜圖案的工件W的表面F的說(shuō)明圖。在本實(shí)施方式中，工件W由金屬板構(gòu)成，其表面F被劃分為格子狀，具有9個(gè)區(qū)域Al~A9。此外，后面會(huì)進(jìn)行說(shuō)明，該工件W作為電極(第一電極)。另外，針對(duì)該表面F利用電沉積形成4種皮膜，并獲得基于這4種皮膜的皮膜圖案。具體而言，區(qū)域A2、A4、A6以及AS中形成有第一皮膜SI。在區(qū)域Al和A9形成與第一皮膜SI種類不同的第二皮膜S2。在區(qū)域A3和A7形成與第一皮膜SI和第二皮膜S2種類不同的第三皮膜S3。在區(qū)域A5形成與第一、第二以及第三皮膜S1、S2以及S3種類不同的第四皮膜S4。
[0023]在圖1中，圖案形成裝置具備多個(gè)罐11~19。圖2是表示使這些罐11~19與工件W分離的狀態(tài)的圖。在圖1和圖2中，圖案形成裝置具備與在工件W的表面F形成皮膜的上述區(qū)域Al~A9相同個(gè)數(shù)的罐，換言之，9個(gè)罐11~19。對(duì)該圖案形成裝置而言，工件W被設(shè)置為表面F朝上，在該表面F上放置罐11~19的狀態(tài)下被使用。換言之，罐11~19分別具有在表面F側(cè)(換言之，下端部側(cè))開口的結(jié)構(gòu)，并使各罐的下端部抵接于工件W的表面F而被使用。在各罐的內(nèi)周面具有上下長(zhǎng)的筒形狀，這些罐11~19的下端部作為針對(duì)表面F的抵接部9。罐11~19各自的下端部(開口端)分別抵接于區(qū)域Al~A9各自的外周邊。
[0024]圖3是將罐11~19上下顛倒，并將上述抵接部9朝表示的說(shuō)明圖。罐11~19各自的開口端21~29的形狀與區(qū)域Al~A9各自的輪廓形狀相同。在本實(shí)施方式中，區(qū)域Al~A9各自的輪廓形狀為矩形，區(qū)域Al~A9形狀均相同。因此，開口端21~29各自的形均為相同的矩形。這些開口端21~29成為抵接于工件W的表面F的抵接部9。另外，罐11~19分別沿其長(zhǎng)度方向(上下方向)具有相同的截面形狀。
[0025]而且，在本實(shí)施方式中，這些罐11~19構(gòu)成為一體。換言之，例如，由罐11的內(nèi)壁面Ila和其相鄰的罐12的內(nèi)壁面12a構(gòu)成共用的一個(gè)側(cè)壁的兩側(cè)面。
[0026]而且，在使開口端21~29抵接于表面F的狀態(tài)下，這些罐11~19能夠分別蓄積用于形成不同種類的皮膜的電沉積液(電解液)。圖4是從主視面觀察表示罐17、18以及19的截面的說(shuō)明圖。根據(jù)該圖4，在罐17、18以及19分別蓄有不同種類的電沉積液L3、L1以及L2。罐11~19各自的內(nèi)部空間與其他罐的內(nèi)部空間獨(dú)立而構(gòu)成，電沉積液彼此不會(huì)混
八
口 o
[0027]在圖1中，在本實(shí)施方式中，在罐12、14、16以及18蓄有用于形成第一皮膜SI的相同的電沉積液LI。在罐11和19蓄有用于形成第二皮膜S2的相同的電沉積液L2。在罐13和17蓄有用于形成第三皮膜S3的相同的電沉積液L3。在罐15蓄有用于形成第四皮膜S4的電沉積液L4。這些電沉 積液LI~L4分別包含樹脂成分，各自的樹脂成分不同。因此，在本實(shí)施方式中，在表面F形成有不同種類的樹脂制的皮膜SI~S4。
[0028]此外，雖然未圖示出，但罐11~19分別經(jīng)由配管與服務(wù)器罐連接，也可以構(gòu)成為蓄積在該服務(wù)器罐中的電沉積液經(jīng)由上述配管分別向罐11~19供給。
[0029]另外，圖案形成裝置具備防止電沉積液泄漏的密封部8(參照?qǐng)D3和圖4)。密封部8設(shè)置在抵接于工件W的表面F的罐11~19的開口端21~29。換言之，密封部8設(shè)置在罐11~19的抵接部9。密封部8例如由橡膠或者硅等樹脂材料構(gòu)成，通過(guò)在開口端21~29粘合樹脂而構(gòu)成。采用該密封部能夠防止在使罐11~19的開口端21~29抵接于工件W的表面F的狀態(tài)下，罐11~19內(nèi)的電沉積液LI~L4從表面F與開口端21~29之間泄漏。
[0030]尤其是在本實(shí)施方式中，在工件W的表面F劃分而形成的多個(gè)區(qū)域Al~A9中包含鄰接的區(qū)域(例如，A7和A8)。由此，與這些區(qū)域?qū)?yīng)的罐(在圖4中為罐17和罐18)彼此鄰接而配置，即使在這種情況下也能夠防止電沉積液LI (L3)泄漏而與相鄰的罐內(nèi)的電沉積液L3 (LI)混合。
[0031]另外，在罐11~19內(nèi)作為第一電極(工件W)的對(duì)置電極設(shè)置有第二電極31~39 (參照?qǐng)D4)。在本實(shí)施方式中，在罐11~19各自的內(nèi)壁面設(shè)置有電極31~39。即，罐11~19各自的內(nèi)壁面的一部分成為第二電極31~39。此外，如上所述，在罐11~19的抵接部9設(shè)置有密封部8。由此，該密封部8由非導(dǎo)電性的材料構(gòu)成，并作為使罐11~19與工件W之間電絕緣的部件而發(fā)揮功能。由此，罐11~19各自的內(nèi)壁面都可以成為第二電極。換言之，罐11~19可以由具有導(dǎo)電性的材料構(gòu)成。
[0032]而且，該圖案形成裝置還具備電源裝置10 (參照?qǐng)D1)。電源裝置10向作為第一電極的工件W和罐11~19內(nèi)的第二電極31~39的每一個(gè)電極之間施加所需要的直流電壓。由此，在工件W的表面F的區(qū)域Al~A9分別形成與相鄰區(qū)域不同種類的皮膜，獲得如圖5所示那樣的格子狀的皮膜圖案。尤其是在本實(shí)施方式中，電源裝置10同時(shí)向第一電極(工件W)與罐11~19內(nèi)的第二電極31~39的每一個(gè)電極之間施加電壓。由此，同時(shí)進(jìn)行電沉積處理。
[0033]對(duì)利用具備以上構(gòu)成的圖案形成裝置通過(guò)電沉積在工件W的表面F的區(qū)域Al~A9形成不同種類的皮膜，并通過(guò)這些皮膜獲得規(guī)定的皮膜圖案的圖案形成方法進(jìn)行說(shuō)明。如圖1和圖2所示，針對(duì)工件W的表面F中形成有不同種類的皮膜的區(qū)域Al~A9，使具有與這些區(qū)域Al~A9各自的輪廓形狀相同的形狀的開口端21~29 (圖3參照)的罐11~19抵接于上述區(qū)域Al~A9。
[0034]然后，在這些罐11~19分別蓄用于形成不同種類的皮膜SI~S4的電沉積液LI~L4，利用電源裝置10向作為第一電極的工件W與罐11~14內(nèi)的第二電極31~39的每一個(gè)電極之間施加直流電壓。
[0035]通過(guò)這樣施加電壓，在工件W的表面F的區(qū)域Al~A9形成不同種類的皮膜SI~S4，獲得圖5所示的皮膜圖案。因此，為了在工件W的表面F形成不同種類的皮膜SI~S4不需要以往那樣的掩模。由此，也不要該掩模的更換，能夠減少用于形成皮膜圖案所需要的工序數(shù)。其結(jié)果為，能夠在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行工件W的表面處理，能夠?qū)Ξa(chǎn)品成本的減少做出貢獻(xiàn)。
[0036]特別是在本實(shí)施方式中，為分別在罐11~19蓄積所需要的電沉積液LI~L4的狀態(tài)，同時(shí)施加第二電極31~39的每一個(gè)電極與第一電力(工件W)之間的電壓。由此，能夠針對(duì)區(qū)域Al~A9同時(shí)進(jìn)行電沉積，能夠同時(shí)形成不同種類的皮膜SI~S4。
[0037]與此相對(duì)，以往，如利用圖9所說(shuō)明的那樣，為了針對(duì)多個(gè)區(qū)域形成多種皮膜而需要蓄有多種電沉積液的水槽和多種掩模。需要一邊更換水槽一邊對(duì)工件進(jìn)行電沉積，并且在每次更換水槽時(shí)需要交換掩模。若將掩模的更換與電沉積處理設(shè)為一個(gè)工序，則為了形成4種皮膜SI~S4需要反復(fù)進(jìn)行4次工序。然而，根據(jù)本實(shí)施方式，不需要掩模，并且針對(duì)所有區(qū)域Al~A9同時(shí)進(jìn)行電沉積處理，能夠通過(guò)I個(gè)工序，換言之在短時(shí)間內(nèi)，在工件W的表面F形成4種皮膜SI~S4。
[0038]此外，關(guān)于使用電源裝置10的電沉積處理用的控制，可以在所有罐11~19中，將電壓、電流等控制為相同的條件，也可以使罐11~19各自的條件不同。作為條件至少包括電流、電壓以及施加時(shí)間中至少一個(gè)。為了進(jìn)行該控制，電源裝置10具有用于控制該條件的控制部(未圖示)。該控制部由具有CPU、內(nèi)部存儲(chǔ)器的微型計(jì)算機(jī)構(gòu)成。
[0039]例如，在圖1所示的實(shí)施方式中，對(duì)電源是單一、且向作為第一電極的工件W與罐11~19內(nèi)的第二電極31~39的每一個(gè)電極之間施加所需要的電壓，并利用相同的參數(shù)(例如，電流、電壓)和相同的工序(例如，外加時(shí)間)進(jìn)行電沉積處理的情況進(jìn)行了說(shuō)明。然而，除此之外，還可以針對(duì)一個(gè)罐設(shè)置一個(gè)電源(參照?qǐng)D6)，在該圖6的情況下，針對(duì)罐11~19設(shè)置電源Vl~V9。因此，能夠按每一罐而改變參數(shù)、工序地進(jìn)行電沉積處理。由此，例如，即使存積在罐11~19中的電沉積液的特性不同，也能夠根據(jù)其特性來(lái)改變參數(shù)和工序中的一方或者雙方來(lái)進(jìn)行電沉積處理。
[0040]本發(fā)明的圖案形成裝置并不局限于圖示的方式，也可以是在本發(fā)明的范圍內(nèi)的其他方式。例如，工件W可以不是板狀而是圓筒狀或圓柱狀。在工件的表面劃分而形成的多個(gè)區(qū)域可以不是矩形而是包含曲線部分的形狀等其他的形狀。而且，只要是匹配該區(qū)域的輪廓形狀來(lái)形成罐(開口端)即可。
[0041]根據(jù)本發(fā)明，由于為了在工件的表面的多個(gè)區(qū)域利用電沉積形成不同種類的皮膜并通過(guò)這些皮膜獲得規(guī)定的皮膜圖案，不需要以往那樣的掩模，所以也不需要掩模的更換，能夠減少工序數(shù)。`
【權(quán)利要求】
1.一種圖案形成裝置，利用電沉積在工件的表面的多個(gè)區(qū)域形成不同種類的皮膜，并通過(guò)這些皮膜來(lái)獲得規(guī)定的皮膜圖案， 所述圖案形成裝置的特征在于，具備: 多個(gè)罐，它們具有與形成不同種類的皮膜的所述多個(gè)區(qū)域各自的輪廓形狀為相同形狀的開口端，并在使該開口端抵接于所述表面的狀態(tài)下分別蓄積用于形成不同種類的皮膜的電沉積液；和 電源裝置，其向作為第一電極的所述工件與所述多個(gè)罐內(nèi)的各個(gè)第二電極之間施加規(guī)定電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案形成裝置，其特征在于， 所述電源裝置同時(shí)向所述第一電極與所述多個(gè)罐內(nèi)的各個(gè)所述第二電極之間施加電 壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圖案形成裝置，其特征在于， 還具備密封部，所述密封部防止所述罐內(nèi)的電沉積液在使該罐的開口端抵接于所述工件的表面的狀態(tài)下從該工件的表面與該開口端之間泄漏。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的圖案形成裝置，其特征在于， 還具備密封部，所述密封部防止所述罐內(nèi)的電沉積液在使該罐的開口端抵接于所述工件的表面的狀態(tài)下從該工件的表面與該開口端之間泄漏。
5.根據(jù)權(quán)利要求1~4中任意一項(xiàng)所述的圖案形成裝置，其特征在于， 所述多個(gè)罐的內(nèi)壁面的至少一部分為所述第二電極。
6.一種圖案形成方法，利用電沉積在工件的表面的多個(gè)區(qū)域形成不同種類的皮膜，并通過(guò)些皮膜來(lái)獲得規(guī)定的皮膜圖案， 所述圖案形成方法的特征在于，包括: 使多個(gè)罐抵接于所述工件的表面中形成不同種類的皮膜的多個(gè)區(qū)域的步驟，所述多個(gè)罐具有與這些多個(gè)區(qū)域各自的輪廓形狀為相同形狀的開口端；和 在這些罐中分別蓄積用于形成不同種類的皮膜的電沉積液，并向作為第一電極的所述工件與所述多個(gè)罐內(nèi)的各個(gè)第二電極之間施加電壓。
【文檔編號(hào)】C25D5/02GK103628103SQ201310361890
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月22日
【發(fā)明者】博伊科·斯托伊梅諾夫, 山川和芳, 鈴木雅裕, 松尾和昭 申請(qǐng)人:株式會(huì)社捷太格特