(57)【要約】連続エッチング工程において金属含有ウェブをエッチングしてできる特徴部の破損は、連続エッチング工程の間にオーバーエッチングされる局部を補強するように、原設計、又は特徴部の設計を変更させることによって軽減される。プレーナ・スピーカのダイヤフラムの場合、例えば、幅方向におけるトレースの各部分の幅は、エッチ浴内の動作により生じる、より高速のエッチング速度に対して補強するように拡大される。これにより、修正トレース設計が原トレース設計に対して変形されたように見えるものの、修正トレース設計から得られた結果であるエッチングされたトレースは、均一性が改善され、原トレース設計を連続エッチング工程で使用した場合よりも、原トレース設計に対する忠実度が高くなる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
特徴部の原設計に対応する少なくとも１つの特徴部を有する製品単位を製造するように連続エッチング工程で使用するための金属含有ウェブであって、
金属含有層と、
前記金属含有層の上に配置され、前記特徴部を定義するパターンを有する耐エッチング層と、を含み、前記パターンが、特徴部の原設計の対応部分に関連して拡大される、前記ウェブの伸長方向を横切る部分を有する、
金属含有ウェブ。
【請求項２】
基板層をさらに含み、前記金属含有層が基板層の上に配置される、請求項１に記載のウェブ。
【請求項３】
前記特徴部の前記原設計がトレース設計であり、
前記パターンの横断部分の少なくとも一部が、少なくとも一部において前記ウェブの伸長方向に対し幅方向に配向され、
前記パターンの幅方向に配向された部分が、トレース設計の対応部分と同等の長さをそれぞれ有し、トレース設計の対応部分よりも大きな幅をそれぞれ有する、
請求項２に記載のウェブ。
【請求項４】
前記長さが直線的長さである、請求項３に記載のウェブ。
【請求項５】
前記長さがアーク長である、請求項３に記載のウェブ。
【請求項６】
前記金属含有層がアルミニウム箔である、請求項１に記載のウェブ。
【請求項７】
前記金属含有層がアルミニウム箔である、請求項１に記載のウェブ。
【請求項８】
原トレース設計に対応する少なくとも１つのトレースを有するプレーナ・スピーカ製品単位を製造するように連続エッチング工程で使用するための金属含有ウェブであって、
基板層と、
前記基板層の上に配置される金属含有層と、
前記金属含有層の上に配置され、トレースを定義するパターンを有する耐エッチング層と、を含み、前記パターンが特徴部の原設計の対応部分に関連して拡幅される、ウェブの伸長方向を横切る部分を有するとともに、特徴部の原設計の対応部分に対して変更されてない、ウェブの伸長方向に平行な部分を有する、
金属含有ウェブ。
【請求項９】
前記パターンの横断部分が、ウェブの伸長方向に対して幅方向に配向される直線部分であり、前記パターンの前記幅方向に配向された部分がトレース設計の対応部分と同等の長さをそれぞれ有するとともに、トレース設計の対応部分よりも大きな幅をそれぞれ有し、
前記パターンの略平行部分がウェブの伸長方向に対して長さ方向に配向される直線部分であり、前記パターンの長さ方向に配向される部分が、トレース設計の対応部分と同等の長さと幅をそれぞれ有する、
請求項８に記載のウェブ。
【請求項１０】
前記パターンの横断部分が、トレース設計の対応部分と同等のアーク長、及びトレース設計の対応部分よりも大きな幅をそれぞれ有する、アーク部分であり、
前記パターンの略平行部分が、ウェブの伸長方向に対して長さ方向に配向される直線部分であり、前記パターンの長さ方向に配向される部分が、トレース設計の対応する部分と同等の長さと幅をそれぞれ有する、
請求項８に記載のウェブ。
【請求項１１】
特徴部の原設計に対応する少なくとも１つの特徴を有する製品単位を製造するように連続エッチング工程においてウェブ上にレジストパターンを印刷するためのパターン含有印刷シリンダであって、前記シリンダ上のパターンが、特徴部の原設計の対応部分に対して拡大される、シリンダの回転方向を横切る部分を有する、パターン含有印刷シリンダ。
【請求項１２】
前記特徴部の前記原設計がトレース設計であり、
前記パターンの横断部分の少なくとも一部が、少なくとも一部において前記シリンダの回転方向に対して幅方向に配向され、
前記パターンの幅方向に配向される部分が、トレース設計の対応部分と同等の長さと、トレース設計の対応部分よりも大きな幅を、それぞれ有する、
請求項１１に記載のシリンダ。
【請求項１３】
前記長さが直線的長さである、請求項１２に記載のシリンダ。
【請求項１４】
前記長さがアーク長である、請求項１２に記載のシリンダ。
【請求項１５】
連続エッチング工程において金属含有ウェブの選択的脱金属を実施するのに使用するための少なくとも１つのトレースを有する修正トレース設計を作成するための方法であって、
原トレース設計を考案し、
前記ウェブ上での原トレース設計の配置を想定し、前記原トレース設計の少なくとも一部のセグメントがウェブの伸長方向を横切り、
修正トレース設計を得るように、ウェブの伸長方向を横切る原トレース設計のセグメントの少なくとも一部のセグメントを拡幅すること、
を含む、修正トレース設計の作成方法。
【請求項１６】
前記修正トレース設計の横断するセグメントがウェブの伸長方向に対して幅方向に配向される直線部分であり、前記修正トレース設計の幅方向に配向されるセグメントが、原トレース設計の対応部分と同等の長さと、原トレース設計の対応部分よりも大きな幅を、それぞれ有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記修正トレース設計の少なくとも一部のセグメントが、ウェブの伸長方向に対して長さ方向に配向される直線部分であり、修正トレース設計の長さ方向に配向されるセグメントが、原トレース設計の対応セグメントと同等の長さと幅をそれぞれ有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記修正トレース設計の横断する部分が、原トレース設計の対応部分と同等のアーク長と、原トレース設計の対応部分よりも大きな幅とを、それぞれ有するアーク部分である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１９】
前記修正トレース設計の少なくとも一部のセグメントが、ウェブの伸長方向に対して長さ方向に配向される直線部分であり、修正トレース設計の前記長さ方向に配向されるセグメントが、原トレース設計の対応セグメントと同等の長さと幅を、それぞれ有する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
連続エッチング工程において金属含有ウェブの選択的脱金属を実施する際に使用するための実際的特徴設計を作成する方法であって、
理想的な特徴設計を考案し、
該理想的な特徴設計をウェブ上に配置することを想定し、理想的な特徴設計の少なくとも一部がウェブの伸長方向を横切り、
実際的特徴設計を得るようにウェブの伸長方向を横切る理想的な特徴設計の部分の少なくとも一部を拡幅すること、
を含む、実際的特徴設計の作成方法。
【請求項２１】
特徴設計に従って、フレキシブル基板層上で支持されるアルミニウムの層によって形成されるウェブの選択的脱金属を実施する方法であって、
水酸化ナトリウム耐性材料をアルミニウム層に付加し、該水酸化ナトリウム耐性層が、特徴を定義するためのパターンを含み、該パターンがウェブの伸長方向を横切る部分を有し、パターンの相当数の横断部分が、特徴設計の対応部分に関連して拡大され、
前記パターンによって保護されていないウェブの領域からアルミニウムを除去するために、水溶性水酸化ナトリウム系溶液の浴内を浸漬される条件でアルミニウム層を連続的に通過させ、
使用済み水酸化ナトリウム系溶液の影響を受けずにアルミニウム層を洗浄すること、
を含む、ウェブの選択的脱金属方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続エッチング工程を用いて金属含有ウェブに特徴を形成することに関し、詳細には、連続エッチング工程によって金属含有ウェブに正確な寸法特徴を形成することに関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミニウム箔に形成される機能的パターンは、幾つか例を挙げると、プレーナ・スピーカ、小売業の環境下で万引きの防止用に使用される電子回路監視用製品、及びフレキシブル・ヒータ等の厚膜箔製品はもちろん、マイクロ波用プレート、トレイ、ボウル等の薄膜箔製品も同様に含む、種々の製品に使用されている。このような製品を形成する一般的なプロセスは、ウェブの金属含有層のケミカル・ミリング又は化学エッチングを含む。この金属含有層は通常、アルミニウムや銅、あるいは、頻度は低いが、銀からなる金属箔であり、該金属箔は、適切な基板上に積層された、又は該基盤上に形成された所望の厚さを有する。所望のパターンは、一般にはグラビア印刷を用いることによって、耐エッチング保護被膜を備えた金属箔の表面に形成される。印刷金属箔を備えたウェブはエッチング液に案内され、そこで、パターンの保護しておいて所望の特徴部を残すように該パターンの開放領域における金属箔がエッチングにより除去される。エッチング溶液は、金属の種類に応じて、本質的に酸性又は塩基性である。この箔は、所望の製品の意図する機能に応じて厚さが異なるものであってよい。一般的な箔の厚さは、マイクロ波の使用に対し約１ミクロン乃至約１５ミクロン及びそれ以上であり、プレーナ・スピーカやフレキシブル・ヒータでは、約５ミクロン乃至約５０ミクロン及びそれ以上であり、電子物品監視用製品では、約５ミクロン乃至約７０ミクロン及びそれ以上である。
【０００３】
連続エッチング工程又はミリング工程は、非連続的工程に対して製品単位当たりのコストが低いために、大量のパターン化されたウェブが要求される場合に特に有利である。特に有用な連続脱金属プロセス及び装置が提案されている（特許文献１を参照）。一般的に、この装置は、水溶性エッチング液槽を保持する細長いタンクを有する。最初にエッチングされる金属層を含むウェブは、ロール状に配置されている。ウェブは、ロールから引き出されて一端において浴液内に案内され、浴液中を水平に若しくは折曲状に案内され、浴液から取り出され、液槽の他端で別のロールに巻き取られる。ウェブは、その経路に沿って適切な駆動機構により駆動される。駆動機構の一例は被駆動ベルトとローラ要素との組み合わせである。ウェブはこれらの要素間を通過し、これらの要素は、該ウェブに係合し、これを駆動する。
【０００４】
上記米国特許の連続エッチング工程は、マイクロ波用プレート、トレイ、及びボウル用のブランク（未加工品）を形成するように一般的且つ首尾よく使用されてきたが、より厚膜の金属層を有するウェブから作られるプレーナ・スピーカ、電子回路監視用製品、フレキシブル・ヒータ要素等の品目の大規模生産においてもまた有用である。プレーナ・スピーカは何年にもわたって知られているが、ダイヤフラム要素の製造コストが比較的高いために、広範囲な商業上での成功を収められなかった。一例としてのプレーナ・スピーカ・ダイヤフラム１００が図１に概略図示され、明確にするために大幅に簡略化されている。図１には、細い導電経路１２０が薄膜絶縁フレキシブル基板１１０上に取り付けられている。交流音声電流が音声ソース１３０によって経路１２０に設定されている。破線の矢印が時間の１地点での電流を示している。電流は反時計回り方向に示され、「Ｎ」で示される北極と、「Ｓ」で示される南極を有する楕円形によって示されるような、経路１２０の周囲に磁場を設定する。磁場の、ダイヤフラム１００の裏側に取り付けられたひと続きの永久磁石（図示せず）との相互作用によって、磁力がダイヤフラム１００上に生じられ、該ダイヤフラムを「Ｍ」と記された矢印によって示される方向に移動させる。ダイヤフラム１００の加速度は、トレースの数や間隔と同様に、導電経路における各トレースの長さ、厚さ、及び幅を含む、多数の変数の関数である。最良の導電経路は、高密度に充てんされた非常に詳細な設計の、極めて厚膜であるが、幅の狭い多数のトレースを含む。ダイヤフラム１００は一般に、形成するプレーナ・スピーカの最も高価な構成要素である。
【特許文献１】
米国特許第５，３４０，４３６号（１９９４年８月２３日発行、D. Gregory Beckett）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、スピーカ・ダイヤフラム、電子回路監視用製品、及びフレキシブル・ヒータで使用される導電性トレース等の厚膜金属特徴を含む種々の製品を、導電経路におけるトレースの特性を損なうことなく、より低コストで製造することが要求されている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記米国特許における方法などの連続エッチング工程が、パターン化された製品単位をウェブ上に製造することに有用である一方で、これらは、トレース設計が浴液内でのウェブの移動によって変形されるために、厚みのある導電性トレースを含む製品単位をエッチングすることに対して十分に満足できるものではない。厚みのある導電性トレースを含むパターン化ウェブの製造において連続エッチング工程を使用する際のこうした不利点及びその他の不利点は本発明において克服される。その一つの実施の形態は、特徴部の原設計に対応する少なくとも１つの特徴を有する製品単位を製造するように連続エッチング工程において使用するための金属含有ウェブである。この金属含有ウェブは、金属含有層と、該金属含有層の上に配置される耐エッチング層と、を含む。この耐エッチング層は、特徴を定義するパターンを有し、該パターンは、特徴部の原設計の対応部分に関連して拡大される、ウェブの伸長方向を横切る部分を有する。
【０００７】
本発明の別の実施の形態は、原トレース設計に対応する少なくとも１つのトレースを有するプレーナ・スピーカ製品単位を製造するように連続エッチング工程で使用するための金属含有ウェブである。このウェブは、基板層と、該基板層の上に配置される金属含有層と、該金属含有層の上に配置される耐エッチング層と、を含む。この耐エッチング層は、トレースを定義するパターンを有する。上記パターンは、特徴部の原設計の対応部分に関連して拡幅される、ウェブの伸長方向を横切る部分を有する。このパターンはまた、特徴部の原設計の対応部分に対して変更されてない、ウェブの伸長方向に平行な部分を有する。
【０００８】
本発明の更なる実施の形態は、特徴部の原設計に対応する少なくとも１つの特徴を有する製品単位を製造するように連続エッチング工程においてウェブ上にレジストパターンを印刷するためのパターン含有印刷シリンダである。このシリンダ上のパターンは、特徴部の原設計の対応部分に対して拡大される、シリンダの回転方向を横切る部分を有する。
【０００９】
本発明のさらにもう一つの実施の形態は、連続エッチング工程において金属含有ウェブの選択的脱金属を実施する際に使用するための少なくとも１つのトレースを有する修正トレース設計を作成する方法である。この方法は、原トレース設計を考案し、上記ウェブ上での原トレース設計の配置を想定し、該原トレース設計の少なくとも一部のセグメントがウェブの伸長方向を横切り、修正トレース設計を得るように、ウェブの伸長方向を横切る原トレース設計のセグメントの少なくとも一部を拡幅すること、を含む。
【００１０】
本発明の更に別の実施の形態は、連続エッチング工程において金属含有ウェブの選択的脱金属を実施する際に使用するための実際の特徴部の設計を作成する方法である。この方法は、理想的な特徴部の設計を考案し、該理想的な特徴部の設計をウェブ上に配置することを想定し、理想的な特徴部の設計の少なくとも一部がウェブの伸長方向を横切り、実際の特徴部の設計を得るようにウェブの伸長方向を横切る理想的な特徴部の設計の部分の少なくとも一部を拡幅すること、を含む。
【００１１】
本発明の更にもう一つの実施の形態は、特徴部の設計に従って、フレキシブル基板層上で支持されるアルミニウムの層によって形成されるウェブの選択的脱金属を実施する方法である。この方法は、水酸化ナトリウム耐性材料をアルミニウム層に付加し、この水酸化ナトリウム耐性層が、特徴部を定義するためのパターンを含み、該パターンがウェブの伸長方向を横切る部分を有し、パターンの相当数の横断部分が、特徴部の設計の対応部分に関連して拡大され、上記パターンによって保護されていないウェブの領域からアルミニウムを除去するために、水溶性水酸化ナトリウム系溶液の浴内を浸漬される条件でアルミニウム層を連続的に通過させ、使用済み水酸化ナトリウム系溶液の影響を受けずにアルミニウム層を洗浄すること、を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
マイクロ波用プレート、トレイ、及びボウル等の多くの有用な製品、プレーナ・スピーカ、電子回路監視用製品、ならびにフレキシブル・ヒータは、１つ以上のエッチングされた特徴部を含む製品単位から製造されている。こうした特徴は、遮蔽（シールド）、局部加熱、定常波の変更、マイクロ波応用における減衰、プレーナ・スピーカにおける磁場の発生、フレキシブル・ヒータにおける発熱、及び電子回路監視におけるフィールド破壊を含む、最終製品における種々の既知の関数の働きをする。特徴部の形状は関数の影響を受け、パッチ状からトレース状まで及んでいる。
【００１３】
上記米国特許のプロセスのような連続エッチング工程は、ウェブ上にパターン化した製品単位を製造する場合に有益である。こうしたプロセスは、「流れ方向（machine direction）」として既知の方向においてエッチ浴内でウェブの長手方向の移動を必要とする。ウェブの幅に沿ったその他の方向は、「幅方向（cross-machine direction）」として知られている。残念なことに、連続エッチング工程は、特徴部の寸法が損なわれるという理由で、厚膜の金属含有特徴部を有する製品単位をエッチング加工することに対し十分満足のいくものではない。この悪影響は、ウェブがさらに長時間にわたってエッチ浴内を移動されたり、より高いエッチングレートで露出されたり、あるいは、ウェブから厚い金属の不必要な領域をエッチング除去し、所望の特徴を得るようにするため、厚膜特徴部を有する製品単位において特に明らかに認められる。
【００１４】
特徴部の侵食的破損は、プロセス詳細に応じて、種々の方法において生じることがある。グラビア印刷法において直面する１つの考えられる破損の原因は、パターンを含むシリンダにドクター・ブレードを使用することから生じ、これは幅方向を有するシリンダ上でパターンの前縁を侵食する。グラビア印刷法において直面する別の考えられる破損の原因は、エッジ部分における印刷パターンの薄膜化であり、これはウェブがエッチ浴内を移動されるにつれて、幅方向を有する印刷パターンの一部が特に侵食を受けやすくしている。さらに別の破損の原因は、エッチング液の乱流により幅方向を有する金属含有特徴部の側壁のエッチングが加速されることである。特徴部の破損の原因に関係なく、結果としてウェブのエッチングが不均一になる。
【００１５】
製品単位、及びそれらにおける１つの（あるいは複数の）特徴部は、種々の異なる形状を有する可能性がある。プレーナ・スピーカ、ヒータ・パネル、及び監視用電子回路のダイヤフラム等の用途に共通する製品単位形状の例は、長方形である。図２は、種々のサイズと構成から成る多数の長方形の製品単位２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、及び２７０を含むウェブ２００の一部を概略的に示している。ウェブ２００は、「流れ方向」と表示された矢印によって示されるようにその長さに沿って連続エッチング工程の液槽内を移動される。その他の方向は、「幅方向」である。
【００１６】
長方形の製品単位２１０、２２０、２３０、２４０、２５０、２６０、及び２７０は、非常に長く且つ非常に幅狭であり、さらに比較的密集した、多数に折り重ねられたトレースを含む。図３は、明確化且つ説明のために大幅に簡略化された、プレーナ・スピーカ回路用の原トレース設計の例であり、当該技術公知の方法でフレーム（図示せず）内に設定される、３度折り曲げられた単一の長尺トレース３００を有する。トレース３００の長手部分３１０、３２０、３３０及び３４０は、ウェブの長さ方向において、あるいは連続脱金属装置（図２参照）内のウェブの動作に対する流れ方向において配向される。これら長手部分は、ウェブの横方向において、あるいは、連続脱金属装置（図２参照）内のウェブの動作に対する幅方向において配向される、比較的短い部分３５０、３６０、及び３７０によって相互連結されている。
【００１７】
図３の原トレース設計３００が連続エッチング工程においてエッチングされたトレースを生成するために使用される場合、結果として生じるエッチングされたトレースは、短い部分３５０、３６０及び３７０のオーバーエッチングのため、容認できないことがある。理想的には、符号３８０及び３９０で示される原トレース設計の各部は、結果として基板４００上で図４Ａ及び図４Ｂにそれぞれ示されるエッチングされたトレースの断面４８２と４８４、及び４９２と４９４になる。しかしながら、原トレース設計３００が連続エッチング工程においてエッチングされたトレースを生成するために実際に使用される場合、符号３８０及び３９０で示される原トレース設計３００の各部は、結果として基板５００上で図５Ａ及び図５Ｂにそれぞれ示されるエッチングされたトレースの断面５８２と５８４、及び５９２と５９４になる。エッチング工程によって幾らかテーパ状であるが、図５Ｂに示されるエッチングされたトレースの部分５９２及び５９４は、所望の幅と厚さを有するように適切に形成されている。しかしながら、図５Ａに示したエッチングされたトレースの部分５８２及び５８４は、所望の幅より著しく狭く、基板５００上の接触領域が幾らか少ないことから適切ではない。幅方向に位置するトレース部分がオーバーエッチングされる傾向により、トレースの設計許容度が低減される。さらに、オーバーエッチングされたトレース部分はダイヤフラムが使用できないように回路インピーダンスに影響を及ぼしたり、又は、オーバーヒートやクラッキング、若しくは基板からの分離により使用中に故障することもある。
【００１８】
図５Ａ及び図５Ｂに示される各トレース断面が明確化且つ説明のために簡略化されることは理解されるだろう。耐エッチングマスキング材料の特性、隣接するトレース部分の近接性、及びエッチ浴内の動作に対するトレース部分の正確な方向性を含む多くの要因は、正確な断面形状に影響を及ぼす。幅方向に位置するトレース部分の場合、前縁は、せん断変形の相違、及びトレース部分の前縁及び後縁周囲のエッチング液における極小の水たまりや渦電流の分布の相違のために、後縁とは異なる形状を得ることがある。これらの要因は、幅方向におけるトレース部分の異なる部分のそれぞれに影響するために、実際の形状が前縁から後縁まで、さらに、これらのトレース部分に沿った各位置によって幾らか変化する。
【００１９】
特徴寸法の変形があるタイプの製品単位に対して許容され得る一方で、その他のタイプの製品単位が、特徴部の原設計と、製品単位に生ずるエッチングされた特徴部との高度の適合度（忠実度）を要求する。これは、例えば、特定のインピーダンスを有するとともに駆動電流の印加により特定の形状の磁場を生じさせるように設計される、１つの極めて長い多数に折り重ねられたトレース（必要であれば２つ以上のトレースでもよい）を一般に有する、スピーカ・ダイヤフラムにおける回路について特に当てはまる。エッチングされたトレースのどこか一部における原トレース設計から大きく外れることにより、スピーカ・ダイヤフラムが仕様書の範囲内でなくなる可能性があり、これによってプロセス収率を減少させ、製造コストを増加させる。さらに、エッチングされたトレースのどこか一部における原トレース設計から大きく外れることにより、製品での設置後にスピーカ・ダイヤフラムが故障する可能性があり、これにより製品の信頼性が損なわれ、販売後の品質保証費用が一層高くなる。
【００２０】
こうした変形は、特徴部の原設計を変形させ、連続エッチング工程の間にオーバーエッチングを受けやすい局部を補強することによって補われる。プレーナ・スピーカ用ダイヤフラムの場合、例えば、幅方向におけるトレースの各部の幅は、連続エッチング工程におけるトレースのこれら各部分の変形を補強するために拡大される。これにより、修正されたトレース設計が原トレース設計に対して変形される一方で、修正されたトレース設計からもたらされるエッチングされたトレースは、均一性が改善され、原トレース設計が使用された場合よりも原トレース設計に対する適合度が大きくなった。
【００２１】
図６は、明確化且つ説明のために大幅に簡略化された、修正トレース設計６００を示し、一本の長いトレースが3度折り曲げられている。トレース設計６００の長手部分６１０、６２０、６３０及び６４０は、ウェブの伸びに関する長手方向に配向されたり、又は、連続脱金属装置（図２参照）内でウェブの動作に関する流れ方向に配向される。これら長手部分は、ウェブの伸びに関する幅方向に、又は、連続脱金属装置（図２参照）内でウェブの動作に関する幅方向に配向される、比較的短い部分６５０、６６０及び６７０によって相互連結される。隣接した短い幅部分６５０及び６６０は、設計上の都合により隣接した長手部分６１０、６２０、６３０及び６４０よりも少し間隔を置いて配置されているが、これは、こうした短い幅部分に対応するエッチングされたトレース部分の間隔がスピーカ回路の機能に対して重要でないからである。必要に応じて、この間隔は同じように維持されることもあり、あるいは、隣接した短い幅部分６５０及び６６０間の間隔が、長手部分６１０、６２０、６３０、６４０、６５０及び６６０に対応するエッチングされたトレース部分間の結果として生じる間隔がすべて等しくなるように、これら長手部分６１０、６２０、６３０及び６４０の間隔よりも狭くしてもよい。
【００２２】
修正トレース設計６００が連続エッチング工程においてエッチングされたトレースを生成するように実際に使用される場合、符号６８０及び６９０で示される修正トレース設計６００の各部分は、結果として基板７００上で図８Ａ及び図８Ｂにそれぞれ示される、エッチングされたトレース断面８８２と８８４、及び８９２と８９４となる。エッチング工程によって幾らかテーパ状であるが、図８Ａ及び図８Bに示されるエッチングされたトレースの各部分８８２、８８４、８９２及び８９４は、所望の幅と厚さを有するように適切に形成されている。特に、修正トレース設計６００から生成され、幅部分６５０及び６６０（幅部分６７０も同様に改良される）に対応する、各部分８８２及び８８４（図８Ａ）における改良は、修正トレース設計３００から生成される各部分５８２及び５８４（図５Ａ）に関して明らかである。
【００２３】
修正トレース設計６００が、エッチングされたトレース部分が本質的に均等な幅を有する結果となるように設計されている一方で、特徴設計が概して、結果としてオーバーエッチングを受けやすいエッチングされた特徴若しくは特徴部分の所望の最終サイズとなるように修正され、これがオーバーエッチングされてない他のエッチングされた特徴パターン若しくは特徴部分の最終サイズに等しいか、又はそうでなくてもよいことは理解されるだろう。
【００２４】
特に有効且つ経済的な連続脱金属工程と該工程を実施するのに有益な機械類の例は、参照によって全体が本明細書に組み込まれる、米国特許第５，３４０，４３６号（「脱金属手順」、１９９４年８月２３日発行、Gregory Beckett）に記載されている。上記特許は、適切な材料の層上に支持されるエッチング可能な金属層、又は自己支持形エッチング可能な金属層を選択的に脱金属化することを含む。１つの実施の形態において、エッチング可能な金属層を担持する高分子材料のウェブ、実例として、アルミニウムは、適用される耐エッチング材料のパターンを有する。さらに、ウェブは、該ウェブの非保護領域からエッチング可能な金属を除去するのに少なくとも十分な時間にわたって、高温の水溶性エッチング液、実例として、水溶性水酸化ナトリウム系溶液内に浸漬され且つ通過される。脱金属化ウェブは洗浄及び乾燥される。
【００２５】
上記米国特許の連続エッチング工程、及び同様の他の工程で処理される場合に種々の機能的、及びその他の特徴を形成するための耐エッチング・レジストパターンを有する一例としての金属含有ウェブを詳細に説明する。最初のウェブ積層体は、ポリエステルや高分子材料などの好適な基板に、金属箔や金属含有箔を取り付けることによって形成される。いずれの好適な方法も使用できるが、アルミニウム用の好適な既知の方法は、当該技術既知の方法で、乾式接着剤を用いてポリエステル又は高分子材料の層にアルミニウム箔を積層させることを含む。上記米国特許に記載されたような連続エッチング工程及び機器で使用するための箔の厚さは、箔製造業者の製造能力、及びウェブ層材料のロールと、完成したウェブを取り扱う際のウェブ処理構成要素の制限によって、一般的に決定されている。現在、これらの要因は、約１ミクロン乃至約７５ミクロンの範囲に箔の厚さを設定しているが、将来はより厚みのある箔が使用されるだろう。ウェブに使用される箔の実際の厚さはその用途に依存する。一例として、マイクロ波用途では、約１ミクロン乃至約１５ミクロン、さらにそれ以上の厚さを有するアルミニウム箔が約４８ゲージのＰＥＴポリエステル被膜に取り付けられる。一例として、プレーナ・スピーカのダイヤフラムでは、約５ミクロン乃至約５０ミクロン、さらにそれ以上の厚さを有するアルミニウム箔が約４８ゲージのＰＥＮ被膜に取り付けられる。しかしながら、７０ミクロンや、１００ミクロンなどのさらに厚さの大きい箔が大型のプレーナ・スピーカに使用することもできる。一例として、電子物品監視用製品では、約５ミクロン乃至約７０ミクロン、さらにそれ以上の厚さを有するアルミニウム箔が約４８ゲージのＰＥＴポリエステ被膜に取り付けられる。
【００２６】
次に、例えば、樹脂などの耐エッチング材料のパターンが、当該技術既知の方法で、保護エッチマスクを形成するようにウェブの箔の面上に、例えばグラビア印刷を用いて印刷される。水酸化ナトリウム系エッチング液に対する好適な耐エッチング材料は、塩化ビニール共重合体樹脂である。耐エッチング材料のパターンを形成するための他の技術は、吹き付け、及びフォトレジスト材料の使用を含む。耐エッチング層の厚さは、当該技術既知の方法で、耐エッチング材料がエッチング液にさらされる時間と共に、エッチング液の強度及び温度によって決定される。保護被膜は乾燥され、ウェブは連続脱金属工程における後のエッチングに対してスピンドル上で回転されるか、あるいは連続脱金属工程に持ち込まれる。ウェブの特定のサイズはこの方法で使用される特定の機器に依存するが、上記米国特許で記載されている方法及び機器に対する一般的なウェブサイズは、約３１インチ乃至約３６インチであり、長さが約５０００フィート乃至約１００００フィートであり、当該技術既知の方法でスピンドル上で回転される。
【００２７】
プレーナ・スピーカのダイヤフラムに対するパターン化レジストを含むウェブの一例が図７Ａ及び図７Ｂに示されている。例示として、ウェブは、約４８ゲージのＰＥＮ被膜基板７００に結合される、厚さが約５ミクロン乃至約５０ミクロンのアルミニウム箔層７１０を有する。レジスト層は、アルミニウム箔層７１０上にトレース設計を生成するようにパターン化され、その断面は図７Ａにおいてレジスト特徴７８２及び７８４によって示され、図７Ｂにおいてはレジスト特徴７９２及び７９４によって示される。レジスト特徴７８２及び７８４の一例としての幅は、エッチングされたトレースに同じ幅が要求される場合のレジスト特徴７９２及び７９４の幅よりも、約５％乃至約５０％大きい。特定の材料、厚さ、及びその他の寸法が一例であり、特定の特徴設計、金属含有層の厚さ、流れ方向に対する特徴部分の方向性、所望の結果、及び特定の用途などの多くの要因に応じて、実際に大きく変化することは理解されるだろう。特徴の幅部分の流れ方向における幅の拡張度合いは、全体として経験的に、あるいは、必要であれば、当該技術既知の、経験的に微調整された方法によるエッチングレートの計算によって決定することもできる。
【００２８】
次に、ウェブは、当該技術既知の方法で連続脱金属工程でエッチングされる。例えば、アルミニウム・フィルム７１０をエッチングし、不均等幅のレジスト特徴７８２、７８４及び７９２、７９４（図７Ａ、図７Ｂ）を除去した後で、本質的に均等幅のエッチングされたトレース部分８８２、８８４、８９２及び８９４（図８Ａ、図８Ｂ）が結果として生じられる。
【００２９】
次の工程は製造中の製品に依存する。製品が電子レンジ調理用途のためのものである場合、一例として、ウェブは、一般に約２０ポンドの紙乃至約２４ポイントの板紙の好適な厚さを有する紙製品に湿式接着剤を用いて積層され、１つ以上の機能的特徴を含む種々の製品単位は、当該技術既知であるように、打抜き機械やロボット切削などの好適な技術を用いて切り抜かれる。電子レンジ調理用器具は、グラフィック・パッケージング・コーポレイション（Graphic Packaging Corporation、コロラド州ゴールデン）を含む種々の製造業者から入手可能である。製品がプレーナ・スピーカ用である場合、機能的特徴部は回路素子を含み、これら１つ以上の回路素子から形成される個々の回路を含む種々の製品単位は、当該技術において既知であるように、打抜き機械やロボット切削などの好適な技術を用いて切り抜かれ、スピーカの外被（ハウジング）に適切に包装される。プレーナ・スピーカの駆動装置は、アメリカンテクノロジーコーポレイション（American Technology Corporation、カリフォルニア州サンディエゴ）等の種々の製造業者から入手可能である。製品が電子部品監視用製品である場合、機能的特徴は回路素子を含み、１つ以上の回路素子から形成される個々の回路を含む種々の製品単位が、当該技術既知であるように、打抜き機械やロボット切削などの好適な技術を用いて切り抜かれ、適切に包装される。最終製品は、一辺が約１インチ半となり、他のサイズや形状もまた使用される。電子部品監視用製品は、ユニセンコーポレイション（Unisen Corporation、フロリダ州ボーカラトーン）等の種々の製造業者から入手可能である。
【００３０】
金属若しくは金属含有材料の種類、及びここに記載された基板は、種々の厚さ、幅、長さ等と同様に、例示したものであることは理解されるだろう。本明細書に記載されたプレーナ・スピーカのダイヤフラムもまた、本明細書に記載された技術がその他の用途に適用できるように例示したものであり、例えば、電子回路監視用製品やフレキシブル・ヒータ等の厚みのある金属箔の使用を必要とする他の用途に適用される場合に特に有利である。材料及び厚さに関する選択は、用途及び脱金属工程の温度に依存する。例えば、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）は、広範囲の処理温度にわたって多くの用途に対して好適であるが、E.I.du Dupont de Nemours and Company（デラウェア州ウィルミントン）から入手できる、カラデックス（Kaladex、登録商標）ポリエチレン・ナフタレート（ＰＥＮ）及びカプトン（Kapton、登録商標）ポリイミドは、金属含有ウェブが高温の浴温で処理される場合に特に好適である。
【００３１】
図６の変形トレース設計６００に示された横幅部分６５０、６６０及び６７０が好ましくは、原トレース設計３００の対応部分３５０、３６０及び３７０よりもすべて幅が広いものであるが、これは必要条件でなくてもよい。オーバーエッチングされた部分が何らかの方法で機械的に機能しなくなるという条件で、変形トレース設計のある横幅部分は、回路全体のインピーダンスとその他の特性が仕様書の範囲を超えないという条件で原トレース設計の対応部分から変化されていなくてもよい。より一般的な意味では、変形特徴部設計のある横幅部分が、特徴の機能的特性が依然として要求されているという条件では特徴部の原設計の対応部分から変化されていなくてもよい。
【００３２】
変形トレース設計６００の各部分６５０、６６０及び６７０が、単に横幅方向に配向されることによりオーバーエッチングされるために、拡幅することが有用である一方、長さ方向及び横幅方向の構成要素で（即ち、流れ方向に対して９０度以外の非ゼロ角度で）配向される各部分もまた、長さ方向に配向される部分に対していくらかオーバーエッチングされて、さらに拡幅することが有用である。これは、接線（タンジェント）が流れ方向に対して９０度以外の非ゼロ角度にあるアーク部分と同様に直線部分について当てはまる。例えば、円形特徴部設計は、該円形特徴部への接線が平行から垂直に、さらに流れ方向に対しもとの平行に戻るように変化するにつれて、幅を徐々に拡大し、その後、減少させることによって改変することもでき、結果として楕円形の縁部を有する変形特徴部設計となる。
【００３３】
図９は、種々の形状、サイズ及び構成による、各種製品単位９１０、９２０、９３０、９４０、９５０、９６０及び９７０を含むウェブ９００の断面を示す概略図である。図９は、本明細書に記載された技術が適用される、種々の異なるタイプの製品単位を示している。ウェブ９００は、その長さに沿って連続エッチング工程の浴内を移動され、これは「流れ方向」と表示された矢印によって示される。他の方向は「幅方向」である。矩形製品単位９１０は、1つ以上の特徴から成る長手部分が幅方向に位置し、該部分が本明細書に記載された技術に従って拡幅とされる、製品単位を示している。矩形製品単位９２０は、１つ以上の特徴から成る短い部分が幅方向に位置し、該部分が本明細書に記載された技術に従って幅広とされる、製品単位を示している。円形の製品単位９３０は、１つ以上の円形特徴を有する製品単位を示し、これら各部は本明細書に記載された技術に従って徐々に拡幅とされる。正方形の製品単位９４０は、幅方向に位置する２つの向かい合う部分を有し、本明細書に記載された技術に従って拡幅とされる製品単位を示している。正方形の製品単位９５０は、幅方向に一部が位置する４つの向かい合う部分を有し、本明細書に記載された技術に従って拡幅とされる製品単位を示している。楕円形の製品単位９６０は、幅方向に位置する短い円弧（アーク）を有し、本明細書に記載された技術に従って拡幅とされる製品単位を示している。楕円形の製品単位９７０は、幅方向に位置する長い円弧を有し、本明細書に記載された技術に従って拡幅とされる製品単位を示している。
【００３４】
本明細書に説明された技術が、金属含有層がアルミニウム箔又は銅箔であるウェブから製品単位を製造するのに特に有用であるが、こうした技術は、例えば、金属の蒸着などの他の方法で金属含有層が形成されるウェブから製品単位を製造するように使用することもできる。金属そのものは、いかなる金属や合金でもよく、不純物を添加して、特定の抵抗率などのある所望の電気的特性や、ある所望の機械的若しくは化学的特性を達成したり、金属と酸素との相互作用によって形成される金属の酸化物によって被覆されてもよい。さらに、金属含有層は、複数の層から構成される複合構造であってもよく、金属箔や蒸着金属等の材料、あるいはその両方を含んでもよく、さらに非金属材料を含んでいてもよい。金属含有層は、所望の程度の電気伝導率を得るようにドーピング又は他の好適な処理によって金属不純物が導入されたポリシリコン等の非金属材料であってもよい。
【００３５】
本発明の範囲は添付の特許請求の範囲に示されている。本明細書に示された種々の実施の形態の説明は、本発明を例示し、その範囲を限定するためのものではない。本明細書に開示された実施の形態の変形及び修正は、当該特許文書を読むことで当業者には理解されるものであり、実施の形態の種々の要素の代替例及び同等物は、当業者には既知である。本明細書に開示された実施の形態のこれら及び他の変形及び修正は、特許請求の範囲に示されたような発明の範囲及び精神から逸脱することなく実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】従来技術のプレーナ・スピーカの動作を支持する原理を示す概略図である。
【図２】連続エッチングを実行する機械による、製品単位を含むウェブの動作を概略的に示す図である。
【図３】一例としてのトレース設計の平面図である。
【図４】Ａ及びＢは、図３のトレース設計からの理想的なエッチング加工されたトレース形状の断面図である。
【図５】Ａ及びＢは、実際に得られるような図３のトレース設計からのエッチング加工されたトレースの一般化された外観を示す断面図である。
【図６】一例としての改善されたトレース設計の平面図である。
【図７】Ａ及びＢは、ウェブ上の図６の改善されたトレース設計からのレジストパターンを示す断面図である。
【図８】Ａ及びＢは、実際に得られるような図６のトレース設計からのエッチング加工されたトレース形状の一般化された外観を示す断面図である。
【図９】連続エッチングを実行する機械による、製品単位を含む別のウェブの動作を概略的に示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図９】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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