JP2004055414A - Method of manufacturing electron gun component - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子銃部品の製造方法に関し、特には微細で段付き形状を有する電子銃部品の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、CRT等に使用される電子銃の電極をコイニングによって形成するプレス加工方法が知られている。ところがCRTには近年、高解像度の要求が高まっており電極の精度も高精度化が求められている。特に電子レンズが形成される付近の電極では板厚を薄く、孔径を小さくする方向で設計が行われている。
【0003】
そうした状況の中で、特開平11−31455号公報には、従来のプレス加工方法を変更することによって、電極の高精度化を図る方法が開示されている。図4は特開平11−31455号公報に開示されている電子銃部品の従来の製造方法を示した図である。
【0004】
この従来の製造方法によると、まず図4(a)に示されるように、例えばステンレス鋼板よりなる板状母材にコイニング加工を施し、半薄肉部1112が形成された母材1101を製造する。この図4(a)の工程において、母材1101の加工部分の材料は、半薄肉部1112の外周方向にだけ流れる。これにより、半薄肉部1112の外周に沿って盛り上がり部分1101Aが形成される。
【0005】
上記図4(a)の工程では、最終的な電子銃部品1100に形成される薄肉部1114(図4(d)に表示)より厚い半薄肉部1112を形成するので、母材1101の加工量は大きくなく、加工硬化も小さいものに抑制できる。この従来の製造方法では、仕上げ段階の薄肉部1114の板厚を、電子銃部品1100の板厚に対して3分の1以下に加工するものであり、半薄肉部1112は仕上げ段階の薄肉部1114に比べて2倍程度の板厚で形成しているのが特徴である。例えば、電子銃部品1100の板厚は0.2mm〜0.4mm、半薄肉部1112の板厚は0.10mm〜0.20mm、薄肉部1114の板厚は0.07mm〜0.15mmというような部品寸法を想定するものであった。
【0006】
次に、図4(b)に示すように、母材1101の半薄肉部1112の中心部に下孔1122をプレス加工によって孔あけし母材1102を形成する。従来例では、下孔1122の径を0.7mm〜0.8mm程度に加工し、この下孔1122を後述する図4(c)の工程によって約0.28mmの残り径を有する下孔1122’に変形させている。なお、最終的な仕上げ孔1124の径は約0.3mmを想定している。
【0007】
次に、図4(c)に示すように、半薄肉部1112をコイニング加工し、半薄肉部1112が薄肉部1114に変形した母材1103を形成する。この工程において、半薄肉部1112の材料は、下孔1122により中心方向に流れるとともに、薄肉部1114の外周方向に流れるため、容易に変形できる。この工程によって直径0.7〜0.8mmの下孔1122が直径0.28mmの下孔1122’に変形される。
【0008】
したがって、加工硬化の影響を抑えて容易に加工を行うことができ、また下孔1122の安定した変形状態を得ることができる。また、半薄肉部1112から薄肉部1114への加工量が小さいため、下孔1122の変形量も小さくなり、残り径を有効に制御できるとのことである。
【0009】
この後、図4(d)に示すように、仕上げ孔加工工程により、薄肉部1114に直径約0.3mmの仕上げ孔1124をプレス加工によって形成する。
【0010】
以上のようなプレス加工法によって、板厚の3分の1程度の肉厚の薄肉部1114を備え、直径が約0.3mmの仕上げ孔1124があけられた電子銃部品1100を製造していた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
近年、CRTには高解像度化の要求が非常に高まっており、そうした状況の中でCRTに搭載される電子銃は電子をより正確に制御しなくてはならなくなってきている。電子を高精度に制御するためには電子銃部品を必要とされる電子銃の性能に合った最適形状で且つ高精度な寸法精度で形成する必要がある。
【0012】
従来の電子銃部品の製造方法では、特開平11−31455号公報に開示されているように、電子銃部品の板厚は0.2mm〜0.4mm、薄肉部の厚みは0.07mm〜0.15mmといった制限がなされていた。
【0013】
さらにその電子銃部品にあけられる仕上げ孔の孔径は0.3mm程度であり、より微細な孔を精度良くあけることは上記プレス加工では難しかった。またその精度は少なくとも±5μm以上の誤差を有する低い精度でしか形成することができなかった。
【0014】
また上記の板厚と薄肉部の厚みの寸法制限からもわかるように、電子銃部品に形成される薄肉部は、電子銃部品の板厚に対して3分の1程度の厚さが薄さの限界であった。
【0015】
本発明の目的は、CRT用の電子銃に搭載される電子銃部品を、微細で且つ多様な形状で形成することができ、さらに高精度な寸法精度で形成する事が可能な電子銃部品の製造方法を提供することにある。さらにその結果、高精度に電子を制御することができる電子銃を提供することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の電子銃部品の製造方法は、貫通した開口部を有し、開口部があけられた一方の平面の周囲に段差形状を有する電子銃部品の製造方法であって、
開口部の形状を形作るための第一電鋳型を形成する工程と、
開口部があけられた平面部分の形状を形作るための第二電鋳型を形成する工程と、
電鋳法によって第一電鋳型および第二電鋳型を転写した形状を備える電鋳部材を形成する工程と、
第一電鋳型および第二電鋳型を電鋳部材から除去する工程とを有している。
【0017】
さらに、第一電鋳型もしくは第二電鋳型のいずれか一方、または第一電鋳型と第二電鋳型の両方を、感光性材料で形成するのが望ましい。
【0018】
さらに、第一電鋳型もしくは第二電鋳型のいずれか一方、または第一電鋳型と第二電鋳型の両方を、フォトリソグラフィー法によって形成するのが望ましい。
【0019】
または、第一電鋳型もしくは第二電鋳型のいずれか一方、または第一電鋳型と第二電鋳型の両方を、光造形法によって形成するのが望ましい。
【0020】
さらには、前記電鋳部材をNi、Cu、Co、Sn、Zn、Au、Pt、AgもしくはPb、またはNi、Cu、Co、Sn、Zn、Au、Pt、AgもしくはPbを含む合金で形成するのが望ましい。
【0021】
(作用)
本発明の上記手段では、開口部形状をかたどった第一電鋳型、開口部形成面の形状をかたどった第二電鋳型を、フォトリソグラフィー法もしくは光造形法によって形成することで、非常に微細でかつ高精度での形状形成が可能になる。この方法での形成可能な微細な形状としては最小で3μm程度の形状が形成可能であり、その精度は1μm以下の精度である。
【0022】
このようにして、微細で高精度の第一電鋳型、第二電鋳型を形成し、これら第一電鋳型、第二電鋳型の形状を電鋳法によって転写成形させることによって、微細で高精度の形状を有する電鋳部材を形成することができる。電鋳法の転写性は一般にナノメートルレベルの微細形状を転写できるほど優れており、上記のミクロンレベルで形成された第一電鋳型、第二電鋳型を転写することは非常に容易である。また電鋳法には、電鋳法の処理時間を制御することによって、形成される電鋳部材の厚みを任意に決定することができるという特徴も有しており、電鋳処理時間を管理すれば電鋳部材はいかなる厚みであっても形成可能である。
【0023】
その後、開口部形状をかたどった第一電鋳型、開口部形成面の形状をかたどった第二電鋳型を電鋳部材から除去すると、微細で高精度の開口部を有し、且つ開口部があけられた平面(開口部形成面)とその周囲の平面との高さが異なる形状を有する電鋳部材からなる電子銃部品を製造できる。また上述のように電鋳の処理時間によって厚みを制御できるため、任意の最適な厚みを有する電子銃部品を製造できる。
【0024】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
図1は本発明の電子銃部品の製造方法を示した図である。以下に本発明の貫通した開口部を有し、かつ開口部があけられた平面(以下この面を開口部形成面と記す。)とその周囲の平面との高さが異なる段差形状を有する電子銃部品の製造方法について説明する。まず図1(a)に示すように導電性基台100上に所望とする開口部形状をかたどった感光性材料からなる第一電鋳型200を形成する。
【0025】
本実施形態では、厚さ2mmのポリカーボネート板上に0.2μm厚の銅(Cu)膜が蒸着法によって成膜された導電性基台100を用いた。本導電性基台100上に、一般にLSI分野で広く用いられているフォトリソグラフィー法によって、JSR社製厚膜レジスト(商品名:THB−130N)を直径100μm、高さ40μmの円柱形状でパターン化して形成した。
【0026】
次に、図1(b)に示すように、導電性基台100上に電流を流しながら電鋳を行い、第一電鋳部材11を所望とする薄肉部の肉厚と同じ厚さで形成する。なお、電鋳法とは電気メッキ法によって析出されるメッキ材料によって構造物を形成する手法であり、非常に微細な形状を転写できる方法で、近年、微細加工法の一つとして注目されている加工方法である。
【0027】
本実施形態では、ニッケル(Ni)電鋳法を用いて電鋳を行い、ニッケル(Ni)からなる第一電鋳部材11を40μmの厚さで形成した。電鋳法は上述のように電気メッキ法の一種であるので、導電性を有する部分にだけメッキ材料が成長する。よって、非導電性(電気的絶縁性)であるJSR社製厚膜レジストからなる第一電鋳型200上には第一電鋳部材11は形成されない。
【0028】
次に、図1(c)に示すように、第一電鋳型200の位置に合わせて、開口部形成面の形状をかたどった第二電鋳型210を形成する。
【0029】
本実施形態では、第一電鋳型200の形成と同様に、第二電鋳型210もフォトリソグラフィー法によって形成した。本実施形態においてはJSR社製厚膜レジスト(商品名:THB−130N)を3層積層させ120μmの厚さでコーティングした後、フォトリソグラフィー法によってパターン化することによって、直径300μm、高さ120μmの円柱形状からなる第二電鋳型210を、第一電鋳型200上に形成した。
【0030】
その後、図1(d)に示すように、今後は第一電鋳部材11に電流を流すことによって電鋳を行い、第二電鋳部材12を形成する。
【0031】
本実施形態では、ニッケル(Ni)電鋳法を用いて電鋳を行い、ニッケル(Ni)からなる第二電鋳部材12を120μmの厚さで形成した。この工程においても、非導電性(絶縁性)である第二電鋳型210上には電鋳がなされることはなく、第二電鋳型210の周囲にだけ第二電鋳部材12が形成される。
【0032】
最後に図1(e)に示すように、導電性基台100、第一電鋳型200、第二電鋳型210を除去して、第一電鋳部材11と第二電鋳部材12とが積層してなる、貫通した開口部1120と、周囲の面と高さの異なる開口部形成面1110とを有する電子銃部品10が完成する。
【0033】
なお本実施形態では、厚膜レジスト(THB−130N)からなる第一電鋳型200および第二電鋳型210をJSR社製厚膜レジスト専用剥離液(商品名:THB−S2)によって溶解除去した後、導電性基台100を電子銃部品10から剥離し、電子銃部品10を完成させた。
【0034】
このようにして、材質はニッケル(Ni)からなり、形状は開口部形成面1110の肉厚が40μm(=0.04mm)、開口部形成面1110の領域が直径300μm(=0.3mm)で、その開口部形成面1110の領域の中心に直径100μm(=0.1mm)の開口部1120が貫通してあけられており、さらに開口部形成面1110とその周囲の平面(厚肉部)との段差は120μm(=0.12mm)で、総板厚(厚肉部の肉厚)が160μm(=40μm+120μm=0.16mm)である電子銃部品10を製造することができた。
【0035】
従来のプレス加工法による電子銃部品の製造方法では、薄肉部の肉厚は電子銃部品の板厚の3分の1程度にしか薄くすることができなかったが、本発明の電子銃部品の製造方法によれば、電子銃部品の板厚(厚肉部の肉厚)160μmに対して、40μmの肉厚の薄肉部(開口部形成面)を形成することができ、その比は4分の1で、従来に比べて非常に薄く加工することできた。
【0036】
さらに本発明の電子銃部品の製造方法によれば、従来は加工することができなかった直径0.3mm以下の開口部を形成することができた。本実施形態では、直径0.1mmの開口部があけられた電子銃部品を製造したが、本発明者らの実験によれば、直径3μmの開口部であっても形成できることが確認されている。また、開口部形状は必ずしも本実施形態のような円形である必要はない。本発明では開口部形状が細長のスリット形状であっても、さらには楕円形状や多角形(三角形、四角形、五角形等)であっても達成可能である。こうした異形の開口部形状を達成するには、本発明の第一電鋳型200の形成工程において、フォトリソグラフィー法を用いていて、平面形状がスリット形状、楕円形状、多角形状(三角形、四角形、五角形等)の第一電鋳型200を形成すればよい。
【0037】
また本発明の電子銃部品の製造方法によれば、非常に精度良く電子銃部品を製造することができた。本実施形態では、開口部形状をかたどった第一電鋳型、開口部形成面形状をかたどった第二電鋳型をそれぞれ形成するのに、LSI分野で利用されているフォトリソグラフィー法を使っているので、1μm以下の寸法精度でそれらを形成することができる。さらにこのように高精度で形成されている第一電鋳型、第二電鋳型から電鋳部材への転写は、それ以上に高精度でナノメートルレベルでの転写が可能な電鋳法を利用しているので、最終形状である電子銃部品の寸法精度も1μm以下の精度が確保できる。
【0038】
また、本実施形態ではニッケル(Ni)電鋳を用いて、Niからなる電子銃部品を製造したが、本発明によって製造できる電子銃部品はNiに限られるわけではない。基本的に電気メッキが可能な材料であれば、いかなる材料であっても本発明の製造方法を用いることができる。Niの他に電気メッキが可能な材料としては、例えば銅(Cu)、コバルト(Co)、スズ(Sn)、亜鉛(Zn)、金(Au)、プラチナ(Pt)、銀(Ag)、鉛(Pb)、さらにはNi、Cu、Co、Sn、Zn、Au、Pt、Ag、Pbを含む合金などが挙げられる。
【0039】
(第2の実施形態)
図1に示す本発明の電子銃の製造方法の、第一電鋳型、第二電鋳型を形成する工程において、フォトリソグラフィー法を用いる以外に、光造形法を利用することも可能である。光造形法によれば、フォトリソグラフィー法に比べて、導電性基台表面から厚みの厚い第一電鋳型、第二電鋳型を形成できる点が特徴であり、その結果、板厚が厚い電子銃部品を製造可能である。
【0040】
以下に光造形法を用いた実施形態を示す。まず図1(a)の工程において、厚さ2mmの銅板からなる導電性基台100上に、光造形法によって、感光性樹脂を直径300μm、高さ100μmの円柱形状でパターン化して、第一電鋳型200を形成した。
【0041】
次に、図1(b)に示すように、ニッケル(Ni)電鋳法を用いて電鋳を行い、ニッケル(Ni)からなる第一電鋳部材11を100μmの厚さで形成した。
【0042】
さらに、図1(c)に示すように、第一電鋳型200の位置に合わせて、開口部形成面の形状をかたどった第二電鋳型210を形成する。本実施形態では、第一電鋳型200の形成と同様に、第二電鋳型210も光造形法によって形成し、直径800μm、高さ400μmの円柱形状からなる第二電鋳型210を、第一電鋳型200上に形成した。
【0043】
その後、図1(d)に示すように、ニッケル(Ni)電鋳法を用いて電鋳を行い、ニッケル(Ni)からなる第二電鋳部材12を400μmの厚さで形成した。
【0044】
最後に図1(e)に示すように、導電性基台100、第一電鋳型200、第二電鋳型210を除去して、第一電鋳部材11と第二電鋳部材12とが積層してなる、貫通した開口部1120と、周囲の面と高さの異なる開口部形成面1110とを有する電子銃部品10を完成させた。
【0045】
このようにして完成させた電子銃部品10は、材質はニッケル(Ni)からなり、形状は開口部形成面1110の肉厚が100μm(=0.1mm)、開口部形成面1110の領域が直径800μm(=0.8mm)で、その開口部形成面1110の領域の中心に直径300μm(=0.3mm)の開口部1120が貫通してあけられている。さらに開口部形成面1110とその周囲の平面(厚肉部)との段差は400μm(=0.4mm)で、板厚(厚肉部の肉厚)を500μm(=100μm+400μm=0.5mm)にすることができた。
【0046】
従来のプレス加工法による電子銃部品の製造方法では、板厚が0.2mm〜0.4mmの範囲の電子銃部品しか製造することができなかったが、上述のように本実施形態では板厚が0.5mmの電子銃部品を製造することができた。このように本発明の製造方法では、工程中に光造形法を用いることによって、従来よりも板厚の厚い電子銃部品10を製造することもできる。
【0047】
なお、本実施形態では、第一電鋳型200と第二電鋳型210の両方を光造形法で形成したが、どちらか一方を光造形法で形成し、他方をフォトリソグラフィー法によって形成してもかまわない。光造形法の厚みの厚い形状が形成できるという特徴とフォトリソグラフィー法の微細な形状が形成できるという特徴を使い分けることによって様々な形状が形成可能である。
【0048】
(第3の実施形態)
図2は本発明の電子銃部品の別の製造方法を示した図である。以下に本発明の貫通した開口部を有し、かつ該開口部があけられた平面(開口部形成面)とその周囲の平面との高さが異なる形状を有する電子銃部品の別の製造方法について説明する。まず図2(a)に示すように、基台110上に開口部形成面の形状をかたどった第二電鋳型210を形成する。なお、本実施形態において、第二電鋳型210の高さは、最終的には電子銃部品における開口部形成面とその周囲の平面との高さの差(段差)になる。
【0049】
本実施形態では、厚さ2mmのポリカーボネート板からなる基台110上にフォトリソグラフィー法によって、JSR社製厚膜レジスト(商品名:THB−130N)を直径300μm、高さ120μmの円柱形状でパターン化して第二電鋳型210を形成した。
【0050】
次に、図2(b)に示すように、導電性膜300を基台110及び第二電鋳型210上に成膜する。本実施形態では、銅(Cu)膜を蒸着法によって、0.2μmの厚さで成膜した。
【0051】
次に、図2(c)に示すように、導電性膜300上に第2電鋳型210の位置に合わせて、開口部形状をかたどった第一電鋳型200を形成する。
【0052】
本実施形態では、第二電鋳型210の形成と同様に、第一電鋳型200もフォトリソグラフィー法によって形成した。本実施形態においてはJSR社製厚膜レジスト(商品名:THB−130N)を40μmの厚さでコーティングした後、フォトリソグラフィー法によってパターン化することによって、直径100μm、高さ40μmの円柱形状からなる第一電鋳型200を形成した。
【0053】
その後、図2(d)に示すように、導電性膜300に電流を流しながら電鋳を行い、導電性膜300上に電鋳部材21を形成する。
【0054】
本実施形態では、ニッケル(Ni)電鋳法を用いて電鋳を行い、ニッケル(Ni)からなる電鋳部材21を30μmの厚さで形成した。この工程において、非導電性(絶縁性)である第一電鋳型200上には電鋳がなされることはなく、第一電鋳型200の周囲にだけ電鋳部材21が形成される。
【0055】
最後に図2(e)に示すように、基台110、第一電鋳型200、第二電鋳型210を除去して、電鋳部材21と導電性膜300とが積層してなる、貫通した開口部1120を有し、さらに開口部形成面1110とその周囲の平面との高さが異なる電子銃部品20が完成する。なお、本発明において、導電性膜300は必ずしも電子銃部品20の一部として構成させる必要はなく、エッチングなどによって電鋳部材21から除去し、電鋳部材21だけで構成される電子銃部品20を製造してもまったく問題ない。
【0056】
このようにして本実施形態によれば、開口部形成面1110の肉厚が30μm(=0.03mm)、開口部形成面1110の領域が直径300μm(=0.3mm)で、その開口部形成面1110の領域の中心に直径100μm(=0.1mm)の開口部1120が貫通してあけられており、開口部形成面1110と周辺との段差が120μm(=0.12mm)である電子銃部品10を製造することができた。
【0057】
従来のプレス加工法による電子銃部品の製造方法では、直径0.3mm以下のの開口部を形成することはできなかったが、上記のように本実施形態では直径0.1mmの開口部を形成することができた。
【0058】
また従来の電子銃部品は部材に厚肉部と薄肉部を設けて段差形状を形成していたが、本実施形態では折れ曲がった形状を設けることによって段差形状を形成させた。本発明者らの実験によれば、このように厚肉部を設けずに折れ曲がった形状を設けることによって開口部形成面1110とその周囲の平面とに段差を形成した電子銃部品であっても、充分に電子の制御が行え、電子銃部品としての役目を果たせることが確認されている。本実施形態の電子銃部品20においても、従来達成できなかった多様な形状を達成できる点で非常に有効な製造方法であるといえる。
【0059】
なお、図2に示す本実施形態においても、第一電鋳型200、第二電鋳型210を形成する工程において、光造形法を利用することが可能である。光造形法を利用した場合、段差の深い電子銃部品を達成できることは容易に推測できる。
【0060】
(第4の実施形態)
図3は本発明の電子銃部品のその他の製造方法を示した図である。以下に本発明の貫通した開口部を有し、かつ該開口部があけられた平面(開口部形成面)とその周囲の平面との高さが異なる形状を有する電子銃部品のその他の製造方法について説明する。まず図3(a)に示すように、導電性基台100上に開口部形成面の形状をかたどった第二電鋳型210を形成する。
【0061】
本実施形態では、厚さ2mmのポリカーボネート板上に0.2μm厚の銅(Cu)膜が蒸着法によって成膜された導電性基台100を用いた。本導電性基台100上に、フォトリソグラフィー法によって、JSR社製厚膜レジスト(商品名:THB−130N)を直径160μm、高さ100μmの円柱形状でパターン化して第二電鋳型210を形成した。
【0062】
次に、図3(b)に示すように、第二電鋳型210の位置に合わせて、開口部形状をかたどった第一電鋳型200を形成する。
【0063】
本実施形態では、第二電鋳型210の形成と同様に、第一電鋳型200もフォトリソグラフィー法によって形成した。本実施形態においてはJSR社製厚膜レジスト(商品名:THB−130N)を50μmの厚さでコーティングした後、フォトリソグラフィー法によってパターン化することによって、直径100μm、高さ50μmの円柱形状からなる第一電鋳型200を、第二電鋳型210上に形成した。
【0064】
その後、図3(c)に示すように、導電性基台100に電流を流すことによって電鋳を行い、電鋳部材31を形成する。
【0065】
本実施形態では、ニッケル(Ni)電鋳法を用いて140μmの厚みで電鋳を行い電鋳部材31を形成した。この工程において、Niからなる電鋳部材31は、最初、導電性基台100上からメッキ成長を開始するが、その厚みが100μmを越えると、今度は第二電鋳型210を乗り越えて成長し出す。これはメッキ成長が等方性を有しているからである。その後、第一電鋳型200の周りを取り囲むようにして電鋳部材31が形成されていく。
【0066】
最後に図3(d)に示すように、導電性基台100、第一電鋳型200、第二電鋳型210を除去して、貫通した開口部1120を有し、さらに開口部形成面1110とその周囲の平面との高さが異なる電鋳部材31からなる電子銃部品30が完成する。
【0067】
このようにして本実施形態によれば、直径160μm(=0.16mm)の開口部形成面1110の中心に直径100μm(=0.1mm)の開口部1120が貫通してあけられており、開口部形成面1110と周辺との段差が100μm(=0.10mm)である電子銃部品30を製造することができた。
【0068】
従来のプレス加工法による電子銃部品の製造方法では、直径0.3mm以下のの開口部を形成することはできなかったが、上記のように本実施形態では直径0.1mmの開口部を形成することができた。
【0069】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の電子銃部品の製造方法では、微細で非常に高精度の第一電鋳型、第二電鋳型をフォトリソグラフィー法や光造形法によって、それら第一電鋳型、第二電鋳型から電鋳部材を転写成形することで、従来製造することができなかった形状を有する電子銃部品を達成した。
【0070】
すなわち、本発明の電子銃部品の製造方法によれば、CRT用の電子銃に搭載される電子銃部品を、微細で且つ多様な形状で形成することができ、さらに高精度な寸法精度で形成することができるようになった。その結果、高精度に電子を制御することができる形状を達成でき、高精度に電子を制御する電子銃を達成した。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電子銃部品の製造方法を示した図である。
【図2】本発明の電子銃部品の別の製造方法を示した図である。
【図3】本発明の電子銃部品のさらに別の製造方法を示した図である。
【図4】従来の電子銃部品の製造方法を示した図である。
【符号の説明】
10、20、30 電子銃部品
11 第一電鋳部材
12 第二電鋳部材
21 電鋳部材
100 導電性基台
110 基台
200 第一電鋳型
210 第二電鋳型
300 導電性膜
1100 電子銃部品
1110 開口部形成面
1112 半薄肉部
1114 薄肉部
1120 開口部
1122 下孔
1124 仕上げ孔
1101、1102、1103 母材
1101A 盛り上がり部分[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an electron gun component, and more particularly, to a method for manufacturing a fine and stepped electron gun component.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known a press working method in which electrodes of an electron gun used for a CRT or the like are formed by coining. However, in recent years, the demand for high resolution of CRT has been increased, and the accuracy of electrodes has also been required to be higher. In particular, the electrode near the electron lens is designed to be thinner and smaller in hole diameter.
[0003]
In such a situation, Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-31455 discloses a method for improving the precision of an electrode by changing a conventional press working method. FIG. 4 is a view showing a conventional method of manufacturing an electron gun component disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-31455.
[0004]
According to this conventional manufacturing method, first, as shown in FIG. 4A, a plate-shaped base material made of, for example, a stainless steel plate is subjected to coining to manufacture a
[0005]
In the process of FIG. 4A, a
[0006]
Next, as shown in FIG. 4B, a
[0007]
Next, as shown in FIG. 4C, the
[0008]
Therefore, processing can be easily performed while suppressing the influence of work hardening, and a stable deformation state of the
[0009]
Thereafter, as shown in FIG. 4D, a
[0010]
By the above-described press working method, an
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, there has been a great demand for higher resolution of CRTs. Under such circumstances, an electron gun mounted on the CRT has to control electrons more accurately. In order to control electrons with high accuracy, it is necessary to form the electron gun parts in an optimum shape and high dimensional accuracy that match the required performance of the electron gun.
[0012]
In a conventional method for manufacturing an electron gun component, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-31455, the thickness of the electron gun component is 0.2 mm to 0.4 mm, and the thickness of the thin portion is 0.07 mm to 0 mm. .15 mm.
[0013]
Further, the diameter of the finished hole formed in the electron gun part is about 0.3 mm, and it is difficult to press a finer hole with high precision by the above-mentioned press working. Further, the precision can be formed only with a low precision having an error of at least ± 5 μm.
[0014]
Also, as can be seen from the above-mentioned dimensional restrictions on the thickness of the thin portion and the thickness of the thin portion, the thin portion formed on the electron gun part is about one third of the thickness of the electron gun component. Was the limit.
[0015]
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an electron gun component that can be formed in fine and various shapes, and that can be formed with high dimensional accuracy. It is to provide a manufacturing method. It is another object of the present invention to provide an electron gun capable of controlling electrons with high accuracy.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, a method for manufacturing an electron gun component according to the present invention is directed to a method for manufacturing an electron gun component having a penetrating opening and having a stepped shape around one of the planes where the opening is opened. So,
Forming a first electroforming mold to shape the shape of the opening,
Forming a second electroforming mold for shaping the shape of the flat part where the opening is opened,
A step of forming an electroformed member having a shape obtained by transferring the first electroforming mold and the second electroforming mold by electroforming,
Removing the first electroforming mold and the second electroforming mold from the electroformed member.
[0017]
Furthermore, it is desirable to form either one of the first and second electroforming molds or both the first and second electroforming molds with a photosensitive material.
[0018]
Furthermore, it is desirable to form either one of the first and second electroforming molds or both the first and second electroforming molds by a photolithography method.
[0019]
Alternatively, it is desirable that either one of the first and second electroforming molds, or both the first and second electroforming molds, be formed by stereolithography.
[0020]
Further, the electroformed member is formed of Ni, Cu, Co, Sn, Zn, Au, Pt, Ag or Pb, or an alloy containing Ni, Cu, Co, Sn, Zn, Au, Pt, Ag or Pb. It is desirable.
[0021]
(Action)
In the above-described means of the present invention, the first electroform in the shape of the opening, the second electroform in the shape of the opening forming surface is formed by photolithography or stereolithography to be very fine. In addition, the shape can be formed with high accuracy. As a fine shape that can be formed by this method, a shape of at least about 3 μm can be formed, and the precision is an accuracy of 1 μm or less.
[0022]
In this way, a fine and high-precision first electroforming mold and a second electroforming mold are formed, and the shapes of the first electroforming mold and the second electroforming mold are transferred and molded by the electroforming method, thereby obtaining a fine and high-precision. An electroformed member having the following shape can be formed. Generally, the transferability of the electroforming method is excellent enough to transfer a nanometer-level fine shape, and it is very easy to transfer the first electroforming mold and the second electroforming mold formed at the micron level. Further, the electroforming method has a feature that the thickness of the formed electroformed member can be arbitrarily determined by controlling the processing time of the electroforming method. The electroformed member can be formed with any thickness.
[0023]
After that, when the first electroformed mold in the shape of the opening and the second electroformed mold in the shape of the opening forming surface are removed from the electroformed member, the opening has a fine and high-precision opening, and the opening is opened. It is possible to manufacture an electron gun component made of an electroformed member having a shape in which the height of a given plane (opening forming surface) and the surrounding plane is different. Further, since the thickness can be controlled by the electroforming processing time as described above, an electron gun component having an arbitrary optimum thickness can be manufactured.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(1st Embodiment)
FIG. 1 is a view showing a method for manufacturing an electron gun component of the present invention. Hereinafter, an electron having a stepped shape in which the height of a plane having an opening formed therein (hereinafter, referred to as an opening forming surface) and a surrounding plane is different from each other in the present invention. A method for manufacturing a gun component will be described. First, as shown in FIG. 1A, a
[0025]
In the present embodiment, the
[0026]
Next, as shown in FIG. 1B, electroforming is performed while applying a current to the
[0027]
In the present embodiment, the
[0028]
Next, as shown in FIG. 1 (c), a
[0029]
In the present embodiment, similarly to the formation of the
[0030]
Thereafter, as shown in FIG. 1D, electroforming is performed by passing a current through the
[0031]
In the present embodiment, the
[0032]
Finally, as shown in FIG. 1 (e), the
[0033]
In the present embodiment, after the
[0034]
In this way, the material is made of nickel (Ni), and the shape is such that the thickness of the
[0035]
In the conventional method of manufacturing an electron gun component by a press working method, the thickness of the thin portion can be reduced to only about one third of the plate thickness of the electron gun component. According to the manufacturing method, a thin portion (opening forming surface) having a thickness of 40 μm can be formed with respect to the plate thickness (thickness of the thick portion) of 160 μm of the electron gun component, and the ratio is 4 minutes. In the case of No. 1, it was possible to process very thinly as compared with the related art.
[0036]
Further, according to the method for manufacturing an electron gun component of the present invention, an opening having a diameter of 0.3 mm or less, which could not be processed conventionally, could be formed. In this embodiment, an electron gun component having an opening with a diameter of 0.1 mm was manufactured. However, according to experiments performed by the present inventors, it has been confirmed that an opening having a diameter of 3 μm can be formed. . The shape of the opening does not necessarily have to be circular as in the present embodiment. In the present invention, it can be achieved even if the shape of the opening is an elongated slit shape, or even an elliptical shape or a polygonal shape (triangle, square, pentagon, etc.). In order to achieve such an irregular opening shape, a photolithography method is used in the step of forming the
[0037]
Further, according to the method for manufacturing an electron gun component of the present invention, an electron gun component can be manufactured with very high accuracy. In the present embodiment, since the first electroform having the shape of the opening and the second electroform having the shape of the opening forming surface are formed by using the photolithography method used in the LSI field, They can be formed with dimensional accuracy of 1 μm or less. Furthermore, the transfer from the first electroforming mold and the second electroforming mold formed with such high precision to the electroformed member uses an electroforming method capable of transferring at higher precision and at the nanometer level. Therefore, the dimensional accuracy of the electron gun component, which is the final shape, can be assured as 1 μm or less.
[0038]
Further, in this embodiment, an electron gun component made of Ni is manufactured by using nickel (Ni) electroforming, but the electron gun component that can be manufactured by the present invention is not limited to Ni. Basically, any material that can be electroplated can use the manufacturing method of the present invention. Materials that can be electroplated in addition to Ni include, for example, copper (Cu), cobalt (Co), tin (Sn), zinc (Zn), gold (Au), platinum (Pt), silver (Ag), and lead. (Pb), and alloys containing Ni, Cu, Co, Sn, Zn, Au, Pt, Ag, and Pb.
[0039]
(Second embodiment)
In the manufacturing method of the electron gun of the present invention shown in FIG. 1, in the step of forming the first electroforming mold and the second electroforming mold, it is also possible to use a stereolithography method in addition to using the photolithography method. The stereolithography method is characterized in that the first and second electroforming molds can be formed thicker from the surface of the conductive base than the photolithography method. Parts can be manufactured.
[0040]
An embodiment using a stereolithography method will be described below. First, in the step of FIG. 1A, a photosensitive resin is patterned on a
[0041]
Next, as shown in FIG. 1B, electroforming was performed using a nickel (Ni) electroforming method to form a
[0042]
Further, as shown in FIG. 1C, a
[0043]
Thereafter, as shown in FIG. 1D, electroforming was performed using a nickel (Ni) electroforming method to form a
[0044]
Finally, as shown in FIG. 1 (e), the
[0045]
The
[0046]
In the conventional method for manufacturing an electron gun component by a press working method, only an electron gun component having a thickness in the range of 0.2 mm to 0.4 mm could be manufactured. Was able to manufacture an electron gun part having a thickness of 0.5 mm. As described above, in the manufacturing method of the present invention, the
[0047]
In the present embodiment, both the
[0048]
(Third embodiment)
FIG. 2 is a view showing another method for manufacturing an electron gun component of the present invention. Another method of manufacturing an electron gun component having a penetrating opening according to the present invention and having a shape in which the height of a plane where the opening is formed (opening forming surface) and a plane around the opening is different. Will be described. First, as shown in FIG. 2A, a
[0049]
In this embodiment, a thick film resist (trade name: THB-130N) manufactured by JSR Corporation is patterned into a columnar shape having a diameter of 300 μm and a height of 120 μm on a base 110 made of a polycarbonate plate having a thickness of 2 mm by photolithography. Thus, a
[0050]
Next, as shown in FIG. 2B, a
[0051]
Next, as shown in FIG. 2C, a
[0052]
In the present embodiment, similarly to the formation of the
[0053]
Thereafter, as shown in FIG. 2D, electroforming is performed while a current is applied to the
[0054]
In the present embodiment, electroforming is performed using a nickel (Ni) electroforming method, and an
[0055]
Finally, as shown in FIG. 2 (e), the
[0056]
Thus, according to the present embodiment, the thickness of the
[0057]
In the conventional method for manufacturing an electron gun component by a press working method, an opening having a diameter of 0.3 mm or less could not be formed. We were able to.
[0058]
Further, in the conventional electron gun component, a thick portion and a thin portion are provided on a member to form a step, but in the present embodiment, a step shape is formed by providing a bent shape. According to experiments performed by the present inventors, even if the electron gun component has a step formed between the
[0059]
Note that, also in the present embodiment shown in FIG. 2, in the step of forming the
[0060]
(Fourth embodiment)
FIG. 3 is a view showing another method of manufacturing the electron gun component of the present invention. Another manufacturing method of an electron gun component having a penetrating opening according to the present invention and having a shape in which the height of a plane (opening forming surface) formed with the opening and a plane around the opening is different. Will be described. First, as shown in FIG. 3A, a
[0061]
In the present embodiment, the
[0062]
Next, as shown in FIG. 3B, the
[0063]
In the present embodiment, similarly to the formation of the
[0064]
Thereafter, as shown in FIG. 3C, electroforming is performed by passing a current through the
[0065]
In the present embodiment, the
[0066]
Finally, as shown in FIG. 3 (d), the
[0067]
Thus, according to the present embodiment, the
[0068]
In the conventional method for manufacturing an electron gun component by a press working method, an opening having a diameter of 0.3 mm or less could not be formed. We were able to.
[0069]
【The invention's effect】
As described above, in the method for manufacturing an electron gun component according to the present invention, the first and second fine electroforming molds are formed by photolithography or stereolithography. By transferring and molding an electroformed member from an electroforming mold, an electron gun component having a shape that could not be manufactured conventionally was achieved.
[0070]
That is, according to the method for manufacturing an electron gun component of the present invention, an electron gun component mounted on an electron gun for a CRT can be formed in fine and various shapes, and formed with high dimensional accuracy. You can now. As a result, a shape capable of controlling electrons with high precision was achieved, and an electron gun capable of controlling electrons with high precision was achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a view showing a method for manufacturing an electron gun component of the present invention.
FIG. 2 is a view showing another method for manufacturing an electron gun component of the present invention.
FIG. 3 is a view showing still another method of manufacturing the electron gun component of the present invention.
FIG. 4 is a view showing a conventional method for manufacturing an electron gun component.
[Explanation of symbols]
10, 20, 30 electron gun parts
11 First electroformed member
12 Second electroformed member
21 Electroformed parts
100 conductive base
110 base
200 first mold
210 Second mold
300 conductive film
1100 electron gun parts
1110 Opening forming surface
1112 Semi-thin part
1114 Thin part
1120 opening
1122 pilot hole
1124 Finishing hole
1101, 1102, 1103 Base material
1101A climax part
Claims (5)
前記開口部の形状を形作るための第一電鋳型を形成する工程と、
前記開口部があけられた一方の平面部分の形状を形作るための第二電鋳型を形成する工程と、
電鋳法によって前記第一電鋳型および前記第二電鋳型を転写した形状を備える電鋳部材を形成する工程と、
前記第一電鋳型および前記第二電鋳型を前記電鋳部材から除去する工程とを有する電子銃部品の製造方法。A method of manufacturing an electron gun component having a penetrating opening and having a stepped shape around one of the planes where the opening is opened,
Forming a first electroforming mold for shaping the shape of the opening,
Forming a second electroforming mold for shaping the shape of the one flat portion where the opening is opened;
A step of forming an electroformed member having a shape obtained by transferring the first electroforming mold and the second electroforming mold by electroforming,
Removing the first electroforming mold and the second electroforming mold from the electroformed member.
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