圖案形成裝置以及圖案形成方法
【專利摘要】本發明的圖案形成裝置具備多個罐和電源裝置。罐具有與形成有不同種類的皮膜的多個區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罐內的第二電極的每一電極之間施加規定的電壓。
【專利說明】圖案形成裝置以及圖案形成方法
【技術領域】
[0001]本申請引用2012年8月22日提交的日本專利申請2012-183261所公開的說明書、權利要求書、附圖和摘要的全部內容。
[0002]本發明涉及利用電沉積在工件的表面的多個區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定皮膜圖案的圖案形成裝置以及圖案形成方法。
【背景技術】
[0003]例如，為了減小金屬制工件表面的摩擦阻力，有時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，通過在蓄有包含樹脂成分的電沉積液(電解液)90的水槽91內配置工件92和對置電極93，并通過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號公報(參照圖1)所記載的裝置。
[0004]另外，如圖8所示，在利用電沉積在工件95的表面的多個區域形成不同種類的皮膜，并利用這些皮膜形成規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個區域Al~A9。在區域A2、A4、A6以及A8形成第一皮膜。在區域Al和A9形成有與第一皮膜種類不同的第二皮膜。在區域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，首先，將工件和對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。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，通過對工件和對置電極施加直流電壓，從而在未覆蓋掩模Ml的區域A2、A4、A6以及A8形成第一皮膜(參照圖9 (B))。接下來，將形成有第一皮膜的工件和對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。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的區域Al和A9形成第二皮膜(參照圖9(D))。
[0006]以下，同樣地，將交換為掩模M3 (參照圖9 (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，在區域A3和A7形成第三皮膜(圖9 (F))。
[0007]另外，將被覆蓋掩模M4 (參照圖9 (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，在區域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區域Al~A9形成不同種類的皮膜，并通過這些皮膜獲得規定的皮膜圖案，需要反復地將工件配置在電沉積液種類不同的水槽內進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，產品成本增加這樣的問題。

【發明內容】
[0009]本發明目的在于提供在利用電沉積在工件的表面的多個區域形成不同種類的皮膜，并通過這些皮膜獲得規定的皮膜圖案的情況下，能夠減少工序數的圖案形成裝置以及能夠減少工序數的圖案形成方法。
[0010]利用電沉積在工件的表面的多個區域形成不同種類的皮膜，通過這些皮膜獲得規定的皮膜圖案的本發明一實施方式的圖案形成裝置在構成上的特征在于，具備:多個罐，它們具有與形成有不同種類的皮膜的上述多個區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罐內的各個第二電極之間施加規定電壓。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]結合最佳實施例的詳細描述和附圖，本發明前述和其他的特點和優點得以進一步明確。相同部件賦予相同附圖標記。 [0012]圖1是表示本發明的圖案形成裝置的概略結構的立體圖。
[0013]圖2是表示使罐與工件分離的狀態的圖。
[0014]圖3是將罐上下顛倒，并使抵接部朝上表示的說明圖。
[0015]圖4是從主視面觀察罐的截面的說明圖。
[0016]圖5是通過圖案形成裝置獲得規定的皮膜圖案的工件的表面的說明圖。
[0017]圖6是表示其他實施方式的圖案形成裝置的概略結構的立體圖。
[0018]圖7是對以往的裝置進行說明的說明圖。
[0019]圖8是工件的表面的說明圖。
[0020]圖9是對以往的圖案形成方法進行說明的說明圖。
【具體實施方式】
[0021]以下，基于附圖對本發明的實施方式進行說明。圖1是表示本發明的圖案形成裝置的概略結構的立體圖。該圖案形成裝置是利用電沉積在工件W的表面F的多個區域形成不同種類的皮膜，并通過這些皮膜獲得規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，設置具有多種皮膜的皮膜圖案是為了按每一表面F的區域來改變特性。
[0022]圖5是利用本實施方式的圖案形成裝置獲得規定的皮膜圖案的工件W的表面F的說明圖。在本實施方式中，工件W由金屬板構成，其表面F被劃分為格子狀，具有9個區域Al~A9。此外，后面會進行說明，該工件W作為電極(第一電極)。另外，針對該表面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，區域A2、A4、A6以及AS中形成有第一皮膜SI。在區域Al和A9形成與第一皮膜SI種類不同的第二皮膜S2。在區域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罐11~19。圖2是表示使這些罐11~19與工件W分離的狀態的圖。在圖1和圖2中，圖案形成裝置具備與在工件W的表面F形成皮膜的上述區域Al~A9相同個數的罐，換言之，9個罐11~19。對該圖案形成裝置而言，工件W被設置為表面F朝上，在該表面F上放置罐11~19的狀態下被使用。換言之，罐11~19分別具有在表面F側(換言之，下端部側)開口的結構，并使各罐的下端部抵接于工件W的表面F而被使用。在各罐的內周面具有上下長的筒形狀，這些罐11~19的下端部作為針對表面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朝表示的說明圖。罐11~19各自的開口端21~29的形狀與區域Al~A9各自的輪廓形狀相同。在本實施方式中，區域Al~A9各自的輪廓形狀為矩形，區域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分別沿其長度方向(上下方向)具有相同的截面形狀。
[0025]而且，在本實施方式中，這些罐11~19構成為一體。換言之，例如，由罐11的內壁面Ila和其相鄰的罐12的內壁面12a構成共用的一個側壁的兩側面。
[0026]而且，在使開口端21~29抵接于表面F的狀態下，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的截面的說明圖。根據該圖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各自的內部空間與其他罐的內部空間獨立而構成，電沉積液彼此不會混
八
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[0027]在圖1中，在本實施方式中，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分別經由配管與服務器罐連接，也可以構成為蓄積在該服務器罐中的電沉積液經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(參照圖3和圖4)。密封部8設置在抵接于工件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成，通過在開口端21~29粘合樹脂而構成。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的狀態下，罐11~19內的電沉積液LI~L4從表面F與開口端21~29之間泄漏。
[0030]尤其是在本實施方式中，在工件W的表面F劃分而形成的多個區域Al~A9中包含鄰接的區域(例如，A7和A8)。由此，與這些區域對應的罐(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的電沉積液L3 (LI)混合。
[0031]另外，在罐11~19內作為第一電極(工件W)的對置電極設置有第二電極31~39 (參照圖4)。在本實施方式中，在罐11~19各自的內壁面設置有電極31~39。即，罐11~19各自的內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設置有密封部8。由此，該密封部8由非導電性的材料構成，并作為使罐11~19與工件W之間電絕緣的部件而發揮功能。由此，罐11~19各自的內壁面都可以成為第二電極。換言之，罐11~19可以由具有導電性的材料構成。
[0032]而且，該圖案形成裝置還具備電源裝置10 (參照圖1)。電源裝置10向作為第一電極的工件W和罐11~19內的第二電極31~39的每一個電極之間施加所需要的直流電壓。由此，在工件W的表面F的區域Al~A9分別形成與相鄰區域不同種類的皮膜，獲得如圖5所示那樣的格子狀的皮膜圖案。尤其是在本實施方式中，電源裝置10同時向第一電極(工件W)與罐11~19內的第二電極31~39的每一個電極之間施加電壓。由此，同時進行電沉積處理。
[0033]對利用具備以上構成的圖案形成裝置通過電沉積在工件W的表面F的區域Al~A9形成不同種類的皮膜，并通過這些皮膜獲得規定的皮膜圖案的圖案形成方法進行說明。如圖1和圖2所示，針對工件W的表面F中形成有不同種類的皮膜的區域Al~A9，使具有與這些區域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內的第二電極31~39的每一個電極之間施加直流電壓。
[0035]通過這樣施加電壓，在工件W的表面F的區域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。其結果為，能夠在短時間內進行工件W的表面處理，能夠對產品成本的減少做出貢獻。
[0036]特別是在本實施方式中，為分別在罐11~19蓄積所需要的電沉積液LI~L4的狀態，同時施加第二電極31~39的每一個電極與第一電力(工件W)之間的電壓。由此，能夠針對區域Al~A9同時進行電沉積，能夠同時形成不同種類的皮膜SI~S4。
[0037]與此相對，以往，如利用圖9所說明的那樣，為了針對多個區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工件進行電沉積，并且在每次更換水槽時需要交換掩模。若將掩模的更換與電沉積處理設為一個工序，則為了形成4種皮膜SI~S4需要反復進行4次工序。然而，根據本實施方式，不需要掩模，并且針對所有區域Al~A9同時進行電沉積處理，能夠通過I個工序，換言之在短時間內，在工件W的表面F形成4種皮膜SI~S4。
[0038]此外，關于使用電源裝置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、電壓以及施加時間中至少一個。為了進行該控制，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、內部存儲器的微型計算機構成。
[0039]例如，在圖1所示的實施方式中，對電源是單一、且向作為第一電極的工件W與罐11~19內的第二電極31~39的每一個電極之間施加所需要的電壓，并利用相同的參數(例如，電流、電壓)和相同的工序(例如，外加時間)進行電沉積處理的情況進行了說明。然而，除此之外，還可以針對一個罐設置一個電源(參照圖6)，在該圖6的情況下，針對罐11~19設置電源Vl~V9。因此，能夠按每一罐而改變參數、工序地進行電沉積處理。由此，例如，即使存積在罐11~19中的電沉積液的特性不同，也能夠根據其特性來改變參數和工序中的一方或者雙方來進行電沉積處理。
[0040]本發明的圖案形成裝置并不局限于圖示的方式，也可以是在本發明的范圍內的其他方式。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區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，只要是匹配該區域的輪廓形狀來形成罐(開口端)即可。
[0041]根據本發明，由于為了在工件的表面的多個區域利用電沉積形成不同種類的皮膜并通過這些皮膜獲得規定的皮膜圖案，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。`
【權利要求】
1.一種圖案形成裝置，利用電沉積在工件的表面的多個區域形成不同種類的皮膜，并通過這些皮膜來獲得規定的皮膜圖案， 所述圖案形成裝置的特征在于，具備: 多個罐，它們具有與形成不同種類的皮膜的所述多個區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罐內的各個第二電極之間施加規定電壓。
2.根據權利要求1所述的圖案形成裝置，其特征在于， 所述電源裝置同時向所述第一電極與所述多個罐內的各個所述第二電極之間施加電 壓。
3.根據權利要求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下從該工件的表面與該開口端之間泄漏。
4.根據權利要求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下從該工件的表面與該開口端之間泄漏。
5.根據權利要求1~4中任意一項所述的圖案形成裝置，其特征在于， 所述多個罐的內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區域形成不同種類的皮膜，并通過些皮膜來獲得規定的皮膜圖案， 所述圖案形成方法的特征在于，包括: 使多個罐抵接于所述工件的表面中形成不同種類的皮膜的多個區域的步驟，所述多個罐具有與這些多個區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罐內的各個第二電極之間施加電壓。
【文檔編號】C25D5/02GK103628103SQ201310361890
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年8月19日 優先權日:2012年8月22日
【發明者】博伊科·斯托伊梅諾夫, 山川和芳, 鈴木雅裕, 松尾和昭 申請人:株式會社捷太格特