DE2454199A1

DE2454199A1 - Verfahren zur einaetzung von durchbrechungen in ein metallband, insbesondere zur anfertigung von lochmasken fuer bildroehren von farbfernsehgeraeten

Info

Publication number: DE2454199A1
Application number: DE19742454199
Authority: DE
Inventors: Lee C Barton; John J Frantzen
Original assignee: Buckbee Mears Co
Current assignee: Buckbee Mears Co
Priority date: 1974-07-11
Filing date: 1974-11-15
Publication date: 1976-01-29
Also published as: BE821041A; FR2277908B1; NL7413250A; US3971682A; DE2454199C2; IT1030926B; BR7410020A; JPS519035A; CA1034849A; FR2277908A1; GB1465129A; JPS5726346B2

Description

Verfahren stir Einätzung von Durchbrechungen in ein Metallband, insbesondere zur Anfertigung von Lochraasken für Bildröhren von Farbfernsehgeräten

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Einätzung von Durchbrechungen in ein nacheinander mehrere Bcarbeitungsstatioaen durchlaufendes Metallband, wobei die Stärke dieses Metallbandes die lichte Weite der einädätzendea Durchbrechungen übersteigt.- Derartige Metallbänder mit eingeätztsn Durchbrechungen dienen beispielsweise zur Anfertigung von Lochmasken für Bildröhren von Farbfernseageräten, wobei es entscheidend darauf ankommt, daß die lichte Weite der Durchbrechungen weitgehend korrekt eingehalten wird und auch die Lage dieser Durchbrechungen auf dem Metallband genauestens fixiert bleibt.

Bekanntlich befinden sich bei Bildröhren von Farbfernsehgeräten die Lochmasken zwischen den am einem Ende der Röhre angeordneten)die Elektronenstrahlen bildenden Einrichtungen und dem phosphoreszierenden Leuchtschirm an der Vorderseite der Röhre. Die Elektronenstrahlen treten durch dünne öffnungen in der Lochmaske hindurch und erzeugen beim Auftreffen auf dem Bildschirm farbige Leuchtpunkte, aus denen sich das jeweilige Bild zusammensetzt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß durch die ein Loch der Lochmaske durchdringenden, den drei Grundfarben zugeordneten Elektronenstrahlen drei Leuchtpunkte auf dem Schirm aufleuchten, die zusammen einen "Dreipunkt" bilden, von dem je ein Teil einer der drei Grundfarben zugeordnet ist. Während des Betriebes einer Bildröhre dient somit die Lochmaske als Führung für die Elektronenstrahlen. Die Erfindung ist daher geeignet zur Fertigung eines

509885/1216

2454139

mit diesen Löchern versehenen Metallbandes, aus dem Lochmasken für Fernsehröhren gefertigt werden können.

Die Schwierigkeit der Herstellung dünner Löcher oder Schlitze in ein gegenüber der lichten Weite dieser Durchbrechungen verhältnismäßig dickes Material besteht darin, daß es nahezu unmöglich ist, eine Durchbrechung in ein solches Material einzuätzen, ohne daß Aufwertungen der Durchbrechungen und eine unkorrekte Lage der einseinen Durchbrechungen in Kauf genommen werden. Wenn man beispielsweise die bekannten Atztechniken verwendet, di^ darin bestehen, daß von beiden Seiten her an den hierfür vorgesehenen Stellen eine Einätzung in das Metallband stattfindet, so ergeben sich Durchbrechungen, deren lichte Weite viel zu groß ist bzw. beim Ätzvorgang nicht kontrolliert werden kann und auch Verschiebungen der einzuätzenden Stellen. Dies kommt daher, daß das Ätzmittel nicht nur senkrecht auf die Metalloberfläche einwirkt, sondern zwangsläufig sich auch nach der Seite ausbreitet und deshalb eine Erweiterung des Loches zwangsläufig herbeiführt· Die Schwierigkeiten wachsen noch dadurch, daß man für eine wirtschaftliche Fertigung bestrebt ist, etwa die für Lochmasken vorgesehenen bzw. notwendigen Löcher in ein fortlaufendes Band einzuätzen, das einen kontinuierlichen Fertigungsablauf erst ermöglicht.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren, das ungeachtet der vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten die Einätzung von Durchbrechungen in ein einzelne Bearbeitungsstationen durchlaufendes Metallband, dessen Dicke größer ist als die lichte Weite der einzuätzenden Durchbrechungen ermöglicht, und zwar auch dann, wenn die lichte Weite dieser Durchbrechungen kleiner ist als 40 % der Dicke des betreffenden Metallbandes.

509885/1216 '

2454139

7 _

Die Erfindung ermöglicht dies durch folgende Verfahrensschritte :

a) Beidseitiges überziehen des Metallbandes mit je einer gegenüber dem Ätzmittel resistenten Schicht, wobei die eine der beiden Schichten die einzuätzenden Durchbrechungen in einem die Dicke des Metallbandes übersteigenden Ausmaß und die andere Schicht in einem gegenüber der Dicke des Metal!bandes kleineren Ausmaß ausspsxen.

b) Aufbringen einer weiteren, gegenüber dem Ätzmittel resistenten Schicht ohne Aussparungen, auf die die einauätzenden Durchbrechungen in einem gegenüber die der Dicke des Metallbandes kleineren Ausmaß aussparenden Schicht.

c) Einätzen von Vertiefungen in das Metallband von der durch die Schicht mit den größeren Aussparungen überzogenen Seite her.

d) Entfernen der die gegenüber dem Ätzmittel resistente Schicht mit den kleineren Aussparungen überdeckende , ebenfalls resistenta Schicht und

e) Durchätzen der Vertiefungen von der durch die Schicht mit den kleineren Aussparungen überzogenen Seite her.

Zweckmäßig werden die Vertiefungen von unten her in das Metallband eingeätzt, während die die gegenüber dem Ätzmittel resistente Schicht mit den kleineren Aus-

509885/1218

- 541

sparungen abdeckende, ebenfalls resistente Schicht nach dem Einätzen der Vertiefungen in die dieser Schicht gegenüberliegenden Seite des Metallbandes in einer ihre Wiederverwendung ermöglichenden Weise abgezogen wird.

In der Zeichnung ist die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens schematisch zusammen mit einem Ausschnitt aus einem mit einer Durchbrechung versehenen Metallband dargestellt,

Es aeigen:

Fig. 1 die schematische Wiedergabe einer Ätzvorrichtung mit einer umlaufenden Deckschicht ,

Fig. 2 dieselbe Vorrichtung mit einer aufwiekelbaren Deckschicht und

Fig. 3 einen Ausschnitt aus einem Metallband mit einer eingeätzten Durchbrechung.

In Fig. 1 ist die gesamte Vorrichtung zum Einätzen von Durchbrechungen in ein Metallband mit 10 bezeichnet ·

Diese Anordnung 10 enthält mehrere Itzkammern 11, 12. 13» 14· und 15» in denen das Itzmittel durch einen unteren Satz von A'tzdüsen 20, 21, 22, 2J> und 24 oder einen oberen Satz von Düsen 25,26, 27, 28 und 29 gegen die Unter- bzw. Oberseite des Bandes 9 gesprüht werden kann. Mit 9 ist dabei ein durchlaufendes Metallband bezeichnet, in das Durchbrechungen einzuätzen sind mit einem Lochdurchmesser, der kleiner ist als der Dicke

509885/1218

des Bandes 9 entspricht. Das Band 9 wird unterhalb der Führungsro11en 31 und 34 durch die Transportrollen 32 und 33 in der Zeichnung nach rechts durchgeschoben. Dabei durchläuft es die Ätzkammern 20, 21 und 22 und nach Verlassen der Führungsrolle 34· die beiden Ätzkammern 14 und 15· Oberhalb des Metallbandes 9 ist ein wiederverwendbares Abdeckband 30 angeordnet, das zusammen mit dem Band 9 durch die Transportrollen 32 und 33 niit bewegt wird und die Kammern 11, 12 und 13 mit durchläuft. Das Material dieses Bandes ist so gewählt, daß es gegenüber dem Itamittel resistent ist und dadurch verhindert, daß in den Kammern 11, 12 und 13 das von den Düsen 20, 21 und 22 ausgesprühte Ätzmittel von oben her in das Band 9 eindringen kann. An der Rolle 34 wird das Abdeckband 30 vom Metallband 9 getrennt und nach dem Durchlaufen eines Reinigungsbades 36 gelangt es über die Führungsrollen 38, und 31 wieder zur Oberseite des Bandes 9 und damit in die Kammern 11, 12 und 13·

In Fig. 2 ist eine andere Ausführungsform dargestellt, wobei allerdings die gleichartigen Einzelvorrichtungen der Anordnung nach Fig. 1 dieselben Bezugszeichen tragen. Unterschiedlich zu Fig. 1 ist vor allen Dingen, daß die wiederverwendbare Abdeckschicht 52 in der Station 50 auf die Oberseite des Bandes 9 aufgesprüht und anschließend in der Trockenstation 51 getrocknet wird. Der dadurch entstehende Abdeckfilm wird von der Oberseite des Bandes 9 mit Hilfe der Transportrollen 54 und einer Umlenkrolle abgezogen und mit einer Wickelvorrichtung 55 aufgewickelt. Die auf diese Weise abgezogene Schicht 52 kann zur Wiederverwendung eingeschmolzen und im flüssigen Zustand in der Station 50 erneut auf das Band 9 aufgesprüht werden. In Fig. 3 ist mit 71 ein vergrößerter Ausschnitt einer Durchbrechung eines Metallbandes wiedergegeben, das die Dicke T aufweist. Die gegenüber dem Ätzmittel resistente Schicht ist mit den Bezugszeichen 72 und 73 versehen. Wie Fig. 3 zeigt, befindet sich hinter der Schicht 72 ein ausge-

509885/1218

dehntei-er eingeätzter Bereich als hinter der Schicht 73» Die von der Schicht 72 freigehaltene Aussparung für den Eintritt des Ätzmittels ist mit X2 bezeichnet, während die von der Schicht 73 freigehaltenen Aussparungen eine Größe von X1 besitzen, was etwa M-O % der Dicke T beträgt.

Anhand der Fig. 1 soll .aunmehr der Ätzvorgang im einzelnen beschrieben werden. Man kann dabei davon ausgehen, daß die Lochmaske_} die aus dem Bandmaterial 9 entstehen soll, eine Dicke T 0,15 mm besitzt und daß die öffnungsweite XI mindestens Q_}05mm betragen soll. Um derartige Durchbrechungen in das Band einzuätsen, wird zunächst auf beiden Seiten eine gegenüber dem Ätzmittel resistente Schicht aufgetragen. Diese Schicht besitzt, wie Pig· 3 zeigt, auf der Oberseite 72 eine größere öffnung im Betrag von o,5 mm· Während des Ätzvorganges bildet die mit der resistenten Schicht 73 überzogene Seite die Oberseite des Bandes 9 und wird infolgedessen durch das Filmband 30 abgedeckt, wenn das Band 9 die Stationen 11, 12 und 13 durchläuft. Dadurch können weder Ätzgase noch Sprühpartikel des Ätzmittels in Kontakt mit der von der Schicht 73 abgedeckten Seite des Metallbandes kommen, was sonst nicht verhindert werden könnte, und zwar auch dann, wenn das Einsprühen von Vertiefungen nur von unten durch die Sprühdüsen-20, 21 und 22 erfolgt. Das Einsprühen von Vertiefungen durch die Sprühdüsen 20, 21 und 22 von unten verhindert, daß durch überfließendes Ätzmittel Schädigungen am Metallband auftreten können. IJm sicher zugehen, daß durch verstopfte oder nicht korrekt arbeitende oder ausgebildete Düsen keine einwandfreien Vertiefungen in das Band 9 eingeätzt werden, sind mehrere hintereinandergeschaltete Ätzkammern 11, 12 und 13 vorgesehen, so daß durch andere

. 509885/121 6

Itzdüsen mangelhaft arbeitende Düsen in einer vor- oder nachgeordneten Station unschädlich gemacht werden.

Nach Trennung des Abdeckbandes 30 erfolgt das Durchätzen der Löcher in den Kammern 14 und 15> wobei nun auch von oben her» also von der Seite der Deckschicht 73 her die noch bestehende Restschicht im Metallband durchgeätzt wird.

Wie Fig. 3 zeigt, ist in den Stationen 14 und 15 durch die Düsen 28 und 29 bzw. das aus diesen Düsen austretende Ätzmittel nur noch die Dicke H durchzuätzen, so daß bei diesem Vorgang nur eine sehr geringe seitliche Ausweitung der Durchbrechung zu befürchten ist.

Das Band 30 oder die Schicht 52 in den Fig. 1 und 2 können aus Gummi mit eingearbeiteten magnetisierbaren Teilen bestehen, die sicherstellen, daß das Band sehr eng an dem Metallband 9 festgehalten wird. Andere Materialien, die möglich sind, sind alle andrückbaren Polyesterarten, oder Vinylchlorid- oder Vinylacetatfilme« Die letzteren haben den besonderen Vorteil, daß sie an der Oberfläche des Bandes kleben. Selbstverständlich ist es auch möglich, Gewebe zu verwenden, die mit Polyester überzogen sind.

Es ist lediglich notwendig, daß das Abschirmband ausreichend flexibel ist, damit es alle Unebenheiten des Bandes vollkommen abdeckt und andererseits nicht so stark an dem abzudeckenden Band klebt, daß es nicht wieder entfernt werden kann. Selbstverständlich darf beim Abstreifen oder Abziehen dieser Schicht keine Zerstörung des eigentlichen Bandes bzw. der auf dem Band aufgelegten Schutzschicht eintreten.

609885/1216

— 3 ">

Da gemäß einer besonderen Ausführungsform des Verfahrens diese Schutzschicht oder das Schutzband wieder verwendbar sind, wird eine sehr kostensparende Methode für das Einätzen der sehr eng tolerierten Durchbrechungen in das Metallband beschrieben.

Wa/Me.

509885/1216

Claims

Patentansprüche :

Verfahren zur Einätzung von Durchbrechungen in ein einzelne Bearbeitungsstationen durchlaufendes Metallband, dessen Dicke größer ist als die lichte Weite der einzuätzenden Durchbrechungen, insbesondere für die Herstellung von Lochmasken für Bildröhren für i\arbf eras enger ät en, sekennze ichne t durch folgende Verfahrensschritte:

a) Beidseitiges Überziehen des Metallbandes mit je einer gegenüber dem Ätzmittel resistenten Schicht, wobei die eine der beiden Schichten die einzuätzenden Durchbrechungen in einem die Dicke des Metallbandes übersteigenden Ausmaß und die andere Schicht in einem gegenüber der Dicke des Metallbandes kleineren Ausmaß aussparen.

b) Aufbringen einer weite3?en, gegenüber dem Ätz~ mittel resistenten Schicht ohne Aussparungen, auf die die einsuätzenden Durchbrechungen in einem gegenüber der Dicke des Metallbandes kleineren Aasmaß aussparende Schicht«,

c) Einätzen von Vertiefungen in das Metallband von der durch die Schicht mit den größeren Aussparungen überzogenen Seite her.

d) Entfernen der die gegenüber dem Ätzmittel resistenten Schicht mit den kleineren Aussparungen überdeckende , ebenfalls resistente Schicht.

509885/1216

β) Durchätζen der Vertiefungen von der durch die Schicht mit den kleineren Aussparungen überzogenen Seite her.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen von unten her in das Metallband eingeätsst werden.

3· Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Einätaen der Vertiefungen in mindestens «wei in der Durchlaufrichtung des Metallbandes hintereinander angeordneten Sprühkammern erfolgt .

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet« daß die die gegenüber dem Atamittel resistente Schicht mit den kleineren Aussparungen abdeckende, ebenfalls resistente Schicht nach dem Einätzen von Vertiefungen in die dieser Schicht gegenüberliegenden Seite des Metallbandes in einer ihre Wiederverwendung ermöglichenden Weise abgezogen wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die lichte Weite der einzuätzenden Durchbrechungen weniger als 40 % der Dicke des bandes beträgt.

450/74

8.11.74

Wa/Me.

509885/1216