JP3151100B2 - Ｆｅ−Ｎｉ系合金シャドウマスク用素材 - Google Patents
Ｆｅ−Ｎｉ系合金シャドウマスク用素材Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、カラーテレビブラウン
管に用いられるＦｅ−Ｎｉ系合金シャドウマスク用素材
に関するものであり、特にはエッチング穿孔性に優れる
Ｆｅ−Ｎｉ系合金シャドウマスク用素材に関する。
管に用いられるＦｅ−Ｎｉ系合金シャドウマスク用素材
に関するものであり、特にはエッチング穿孔性に優れる
Ｆｅ−Ｎｉ系合金シャドウマスク用素材に関する。
【０００２】
【従来の技術】カラーテレビジョン受像管には色選別用
電極としてシャドウマスクが使用されている。このシャ
ドウマスク用材料として、最近では低熱膨張特性を有す
る３０〜５０ｗｔ％Ｎｉを含有するＦｅ−Ｎｉ系合金、
特にはＦｅ−３６ｗｔ％Ｎｉ系合金が使用されることが
多くなっている。これは、Ｆｅ−Ｎｉ系合金の場合、従
来用いられていた低炭素アルミキルド鋼に比べて、電子
ビームがシャドウマスクの開孔部以外の表面に射突する
ことによるシャドウマスクの温度上昇にともなう熱膨張
が小さいため、色純度の低下が小さいためである。
電極としてシャドウマスクが使用されている。このシャ
ドウマスク用材料として、最近では低熱膨張特性を有す
る３０〜５０ｗｔ％Ｎｉを含有するＦｅ−Ｎｉ系合金、
特にはＦｅ−３６ｗｔ％Ｎｉ系合金が使用されることが
多くなっている。これは、Ｆｅ−Ｎｉ系合金の場合、従
来用いられていた低炭素アルミキルド鋼に比べて、電子
ビームがシャドウマスクの開孔部以外の表面に射突する
ことによるシャドウマスクの温度上昇にともなう熱膨張
が小さいため、色純度の低下が小さいためである。
【０００３】しかしながら、このＦｅ−３６ｗｔ％Ｎｉ
系合金に代表されるＦｅ−Ｎｉ系合金は、低炭素アルミ
キルド鋼に比べてエッチング穿孔性に劣るということが
問題となっている。特に、シャドウマスクの開孔部が高
精細化するほど、シャドウマスクの板厚方向のエッチン
グ速度と圧延面に平行なエッチング速度の比を表すエッ
チファクターと呼ばれる値の大きな素材が必要となり、
エッチング穿孔性の一層良好な素材の開発が望まれてい
る。なお、上述のエッチファクターＥＦは、図３に示さ
れるように、ＥＦ＝ｄ／ＳＥで定義される。ここでｄは
エッチング深さでありそしてＳＥはサイドエッチ量で、
実際に形成されたエッチング加工孔径をＲそしてレジス
ト開口径をｒとすると、（Ｒ−ｒ）／２で表され、レジ
スト開口縁辺を超え板面方向に余剰にエッチングされた
量を表す。
系合金に代表されるＦｅ−Ｎｉ系合金は、低炭素アルミ
キルド鋼に比べてエッチング穿孔性に劣るということが
問題となっている。特に、シャドウマスクの開孔部が高
精細化するほど、シャドウマスクの板厚方向のエッチン
グ速度と圧延面に平行なエッチング速度の比を表すエッ
チファクターと呼ばれる値の大きな素材が必要となり、
エッチング穿孔性の一層良好な素材の開発が望まれてい
る。なお、上述のエッチファクターＥＦは、図３に示さ
れるように、ＥＦ＝ｄ／ＳＥで定義される。ここでｄは
エッチング深さでありそしてＳＥはサイドエッチ量で、
実際に形成されたエッチング加工孔径をＲそしてレジス
ト開口径をｒとすると、（Ｒ−ｒ）／２で表され、レジ
スト開口縁辺を超え板面方向に余剰にエッチングされた
量を表す。
【０００４】これに対して、従来から非金属介在物や微
量不純物の低減によってエッチング穿孔性を改善する方
法が提案されているが、エッチング穿孔性の向上は充分
に満足できるものではなかった。また、特公平２−９６
５４号や特開平５−１４０６９８号などでは、強加工を
施し、圧延面への｛１００｝結晶面の集合度を高めるこ
とでエッチング穿孔性の改善を図っているが、エッチン
グ面の荒れやスジ模様の原因となるうえに、エッチング
加工孔の形状が真円度を失ってしまうといった弊害が生
じていた。
量不純物の低減によってエッチング穿孔性を改善する方
法が提案されているが、エッチング穿孔性の向上は充分
に満足できるものではなかった。また、特公平２−９６
５４号や特開平５−１４０６９８号などでは、強加工を
施し、圧延面への｛１００｝結晶面の集合度を高めるこ
とでエッチング穿孔性の改善を図っているが、エッチン
グ面の荒れやスジ模様の原因となるうえに、エッチング
加工孔の形状が真円度を失ってしまうといった弊害が生
じていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】シャドウマスクの高精
細化に充分対応しうる高品質なシャドウマスク素材の提
供が要望されている。本発明の課題は、上述した弊害を
生じることなく、これまでのＦｅ−３６ｗｔ％Ｎｉ系合
金に代表されるＦｅ−Ｎｉ系合金のエッチング穿孔性を
高精細化に充分対応しうるまでに大幅に改善し得るシャ
ドウマスク用素材を開発することである。
細化に充分対応しうる高品質なシャドウマスク素材の提
供が要望されている。本発明の課題は、上述した弊害を
生じることなく、これまでのＦｅ−３６ｗｔ％Ｎｉ系合
金に代表されるＦｅ−Ｎｉ系合金のエッチング穿孔性を
高精細化に充分対応しうるまでに大幅に改善し得るシャ
ドウマスク用素材を開発することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の実情に
鑑み種々の検討を重ねた結果、Ｍｎ含有量＝０．０５ｗ
ｔ％を境にエッチファクターへのＭｎの影響度が大きく
変化することを見いだしたことを基礎とするものであ
る。詳しくは、Ｍｎは、エッチング穿孔性を妨げること
が周知であるＣ、Ｓｉと同様に、含有量が増えるとエッ
チング穿孔性を悪化する傾向にある。これらの含有量の
対数とエッチファクターとの間には反比例関係があり、
Ｍｎ含有量が０．０５ｗｔ％以上の領域では、ＣやＳｉ
と同様にＭｎ含有量が１桁減少するとともに、エッチフ
ァクターは１．５〜２％増加するだけである。しかしな
がら、Ｍｎ含有量が０．０５ｗｔ％以下の領域では、Ｍ
ｎ含有量が１桁低減したときのエッチファクターの増加
率は５％以上にもなり、Ｍｎ含有量が０．０５ｗｔ％以
上の領域におけるよりエッチファクターの増大率が大幅
であることが判明した。Ｆｅ−３６ｗｔ％Ｎｉ系合金に
代表されるＦｅ−Ｎｉ系合金のＭｎの標準含有量はこれ
まで０．２〜０．３ｗｔ％であり、従ってエッチング穿
孔性を大幅に改善するにはＭｎ含有量を０．０５ｗｔ％
以下に下げることが必要である。Ｍｎは不可避的不純物
として存在するＳの熱間加工性を損なう等の悪影響を無
害化するためにも添加されるが、Ｍｎ量とＳ量との関係
を規制することによって、即ちＭｎ含有量をＳ含有量の
５倍以上とすることにより、熱間加工性を損なうことな
く所望の厚さまで加工が可能となることが見出された。
鑑み種々の検討を重ねた結果、Ｍｎ含有量＝０．０５ｗ
ｔ％を境にエッチファクターへのＭｎの影響度が大きく
変化することを見いだしたことを基礎とするものであ
る。詳しくは、Ｍｎは、エッチング穿孔性を妨げること
が周知であるＣ、Ｓｉと同様に、含有量が増えるとエッ
チング穿孔性を悪化する傾向にある。これらの含有量の
対数とエッチファクターとの間には反比例関係があり、
Ｍｎ含有量が０．０５ｗｔ％以上の領域では、ＣやＳｉ
と同様にＭｎ含有量が１桁減少するとともに、エッチフ
ァクターは１．５〜２％増加するだけである。しかしな
がら、Ｍｎ含有量が０．０５ｗｔ％以下の領域では、Ｍ
ｎ含有量が１桁低減したときのエッチファクターの増加
率は５％以上にもなり、Ｍｎ含有量が０．０５ｗｔ％以
上の領域におけるよりエッチファクターの増大率が大幅
であることが判明した。Ｆｅ−３６ｗｔ％Ｎｉ系合金に
代表されるＦｅ−Ｎｉ系合金のＭｎの標準含有量はこれ
まで０．２〜０．３ｗｔ％であり、従ってエッチング穿
孔性を大幅に改善するにはＭｎ含有量を０．０５ｗｔ％
以下に下げることが必要である。Ｍｎは不可避的不純物
として存在するＳの熱間加工性を損なう等の悪影響を無
害化するためにも添加されるが、Ｍｎ量とＳ量との関係
を規制することによって、即ちＭｎ含有量をＳ含有量の
５倍以上とすることにより、熱間加工性を損なうことな
く所望の厚さまで加工が可能となることが見出された。
【０００７】以上の知見に基づいて、本発明は、Ｎｉ：
３０〜５０ｗｔ％を含有し、残部がＭｎとＦｅおよび不
可避的不純物からなるＦｅ−Ｎｉ系合金シャドウマスク
用素材において、Ｍｎを０．０５％以下そして不可避的
不純物においてＳ：０．００５ｗｔ％以下に規制し、か
つＭｎ含有量をＳ含有量の５倍以上としたことを特徴と
するＦｅ−Ｎｉ系合金シャドウマスク用素材を提供す
る。また、不可避的不純物において、Ｃ：０．０１ｗｔ
％以下そしてＳｉ：０．０１ｗｔ％以下とし、またＪＩ
Ｓ Ｇ ０５５５に規定される方法で測定した酸化物系
介在物の断面清浄度が０．０５％以下であることが好ま
しい。
３０〜５０ｗｔ％を含有し、残部がＭｎとＦｅおよび不
可避的不純物からなるＦｅ−Ｎｉ系合金シャドウマスク
用素材において、Ｍｎを０．０５％以下そして不可避的
不純物においてＳ：０．００５ｗｔ％以下に規制し、か
つＭｎ含有量をＳ含有量の５倍以上としたことを特徴と
するＦｅ−Ｎｉ系合金シャドウマスク用素材を提供す
る。また、不可避的不純物において、Ｃ：０．０１ｗｔ
％以下そしてＳｉ：０．０１ｗｔ％以下とし、またＪＩ
Ｓ Ｇ ０５５５に規定される方法で測定した酸化物系
介在物の断面清浄度が０．０５％以下であることが好ま
しい。
【０００８】
【作用】本発明のシャドウマスク用素材の特徴は、Ｓの
含有量と併せてＭｎの含有量を限定し、さらにＭｎ含有
量とＳ含有量の関係を規定することでＳに起因する熱間
加工性等の問題を回避しつつエッチング穿孔性を高めた
ものである。更に、一層好ましい態様において、不可避
的不純物において、Ｃ：０．０１ｗｔ％以下そしてＳ
ｉ：０．０１ｗｔ％以下としたものである。図１に、Ｍ
ｎとＳ並びにＣとＳｉ各元素の含有量とエッチファクタ
ー変化率ΔＥＦとの関係を示す。図１では、Ｍｎは０．
２５ｗｔ％の時のエッチファクターを基準とし、Ｓは
０．００５ｗｔ％の時のエッチファクターを基準とし、
そしてＣとＳｉは０．０１ｗｔ％の時のエッチファクタ
ーを基準としている（ΔＥＦ＝０％）。これら元素の含
有量Ｘとエッチファクター変化率ΔＥＦとの間には、次
の関係が成り立つ： Ｍｎ：（０．０５ｗｔ％以下の場合） ΔＥＦ＝−５．５２−５．７５×ｌｏｇ（Ｘ） （０．０５ｗｔ％以上の場合） ΔＥＦ＝−０．９１−１．４８×ｌｏｇ（Ｘ） Ｃ ： ΔＥＦ＝−３．８０−１．９０×ｌｏｇ（Ｘ） Ｓｉ： ΔＥＦ＝−３．４８−１．７４×ｌｏｇ（Ｘ） Ｓ ： ΔＥＦ＝８．７１＋３．７９×ｌｏｇ（Ｘ） 図１において、Ｃ及びＳｉの場合は含有量Ｘとエッチフ
ァクター変化率ΔＥＦとは一定の勾配の直線関係にある
が、Ｍｎの場合には、０．０５ｗｔ％を境として直線の
勾配が急激に変化していることがわかる。即ち、Ｍｎ含
有量が０．０５ｗｔ％以上の領域では、ＣやＳｉと同様
にＭｎ含有量が１桁減少するとともに、エッチファクタ
ーは１．５〜２％増加するだけである。しかしながら、
Ｍｎ含有量が０．０５ｗｔ％以下の領域では、Ｍｎ含有
量が１桁低減したときのエッチファクターの増加率は５
％以上にもなり、Ｍｎ含有量が０．０５ｗｔ％以上の領
域におけるよりエッチファクターの増大率が大幅に増大
することがわかる。Ｃ：０．０１ｗｔ％以下そしてＳ
ｉ：０．０１ｗｔ％以下とすることにより、エッチファ
クターを一層改善することができる。
含有量と併せてＭｎの含有量を限定し、さらにＭｎ含有
量とＳ含有量の関係を規定することでＳに起因する熱間
加工性等の問題を回避しつつエッチング穿孔性を高めた
ものである。更に、一層好ましい態様において、不可避
的不純物において、Ｃ：０．０１ｗｔ％以下そしてＳ
ｉ：０．０１ｗｔ％以下としたものである。図１に、Ｍ
ｎとＳ並びにＣとＳｉ各元素の含有量とエッチファクタ
ー変化率ΔＥＦとの関係を示す。図１では、Ｍｎは０．
２５ｗｔ％の時のエッチファクターを基準とし、Ｓは
０．００５ｗｔ％の時のエッチファクターを基準とし、
そしてＣとＳｉは０．０１ｗｔ％の時のエッチファクタ
ーを基準としている（ΔＥＦ＝０％）。これら元素の含
有量Ｘとエッチファクター変化率ΔＥＦとの間には、次
の関係が成り立つ： Ｍｎ：（０．０５ｗｔ％以下の場合） ΔＥＦ＝−５．５２−５．７５×ｌｏｇ（Ｘ） （０．０５ｗｔ％以上の場合） ΔＥＦ＝−０．９１−１．４８×ｌｏｇ（Ｘ） Ｃ ： ΔＥＦ＝−３．８０−１．９０×ｌｏｇ（Ｘ） Ｓｉ： ΔＥＦ＝−３．４８−１．７４×ｌｏｇ（Ｘ） Ｓ ： ΔＥＦ＝８．７１＋３．７９×ｌｏｇ（Ｘ） 図１において、Ｃ及びＳｉの場合は含有量Ｘとエッチフ
ァクター変化率ΔＥＦとは一定の勾配の直線関係にある
が、Ｍｎの場合には、０．０５ｗｔ％を境として直線の
勾配が急激に変化していることがわかる。即ち、Ｍｎ含
有量が０．０５ｗｔ％以上の領域では、ＣやＳｉと同様
にＭｎ含有量が１桁減少するとともに、エッチファクタ
ーは１．５〜２％増加するだけである。しかしながら、
Ｍｎ含有量が０．０５ｗｔ％以下の領域では、Ｍｎ含有
量が１桁低減したときのエッチファクターの増加率は５
％以上にもなり、Ｍｎ含有量が０．０５ｗｔ％以上の領
域におけるよりエッチファクターの増大率が大幅に増大
することがわかる。Ｃ：０．０１ｗｔ％以下そしてＳ
ｉ：０．０１ｗｔ％以下とすることにより、エッチファ
クターを一層改善することができる。
【０００９】次に、図２に酸化物系介在物の断面清浄度
とエッチファクター変化率ΔＥＦとの関係を示す。断面
清浄度が０．０５％のときのエッチファクターを基準と
している（ΔＥＦ＝０％）。断面清浄度Ｚとエッチファ
クター変化率ΔＥＦとの間には次の関係が成り立つ： ΔＥＦ＝−０．３３−０．２６×ｌｏｇ（Ｚ） 酸化物系介在物の断面清浄度がエッチファクター変化率
に及ぼす影響は、図１の元素の含有量がエッチファクタ
ー変化率に及ぼす影響に比べて１桁小さいことがわか
る。即ち、Ｍｎ含有量を０．０５ｗｔ％から０．０１ｗ
ｔ％に低減したときと断面清浄度を０．０５ｗｔ％から
０．０１ｗｔ％に低減したときのエッチファクター変化
率を比較すると、Ｍｎ含有量の場合の方が２０倍以上大
きくなる。
とエッチファクター変化率ΔＥＦとの関係を示す。断面
清浄度が０．０５％のときのエッチファクターを基準と
している（ΔＥＦ＝０％）。断面清浄度Ｚとエッチファ
クター変化率ΔＥＦとの間には次の関係が成り立つ： ΔＥＦ＝−０．３３−０．２６×ｌｏｇ（Ｚ） 酸化物系介在物の断面清浄度がエッチファクター変化率
に及ぼす影響は、図１の元素の含有量がエッチファクタ
ー変化率に及ぼす影響に比べて１桁小さいことがわか
る。即ち、Ｍｎ含有量を０．０５ｗｔ％から０．０１ｗ
ｔ％に低減したときと断面清浄度を０．０５ｗｔ％から
０．０１ｗｔ％に低減したときのエッチファクター変化
率を比較すると、Ｍｎ含有量の場合の方が２０倍以上大
きくなる。
【００１０】３０〜５０ｗｔ％Ｎｉを含有するＦｅ−Ｎ
ｉ系合金は高強度、適度の耐熱性、耐食性に加えて低熱
膨張特性を有する。Ｎｉが３０ｗｔ％未満の場合こうし
た優れた特性が充分に発現しない。また５０ｗｔ％を超
える場合には低熱膨張特性が失われまた高価となる。以
下に、関与する各元素の限定理由について述べる： （１）Ｍｎ：Ｍｎは、０．０５ｗｔ％以下において、少
なければ少ないほどエッチファクターを著しく向上させ
ることができる。しかしながら、不可避的不純物のＳが
存在するために、熱間加工性を損なわないようにするべ
くＳを無害化するにはＳ含有量の５倍以上の量が必要で
ある。このため、Ｍｎの含有量は、５×Ｓ含有量≦Ｍｎ
含有量≦０．０５ｗｔ％にする。 （２）Ｃ：Ｃはエッチング穿孔性を阻害するために、少
ないほど好ましいが、Ｃを工業的規模で大幅に低減させ
ることは経済性の観点から困難である。よって、Ｃ含有
量の上限を０．０１ｗｔ％、好ましくは０．００５ｗｔ
％にする。 （３）Ｓｉ：Ｓｉはエッチング穿孔性を阻害するため
に、少ないほど好ましいが、Ｓｉを工業的規模で大幅に
低減させることは経済性の観点から困難である。よっ
て、Ｓｉ含有量の上限を０．０１ｗｔ％、好ましくは
０．００５ｗｔ％にする。 （４）Ｓ：Ｓはその含有量が増えるにつれてエッチファ
クターを大きくする作用がある。しかしながら、熱間加
工性を阻害するために、Ｍｎ等Ｓを無害化する元素がな
い場合は少ないほうが好ましい。ただし、Ｓを工業的規
模で大幅に低減させることは経済性の観点から困難であ
る。よって、Ｓ含有量の上限を０．００５ｗｔ％にす
る。 （５）酸化物系介在物：酸化物系介在物はエッチング穿
孔性を阻害するために、少ないほど好ましいが、上述の
元素に比べてエッチファクター向上への寄与度は小さい
ために、その存在が実質的にエッチングの障害とならな
い程度まで減じれば良い。この上限をＪＩＳ Ｇ ０５
５５に規定される測定方法で求めた断面清浄度で表すと
０．０５％になる。
ｉ系合金は高強度、適度の耐熱性、耐食性に加えて低熱
膨張特性を有する。Ｎｉが３０ｗｔ％未満の場合こうし
た優れた特性が充分に発現しない。また５０ｗｔ％を超
える場合には低熱膨張特性が失われまた高価となる。以
下に、関与する各元素の限定理由について述べる： （１）Ｍｎ：Ｍｎは、０．０５ｗｔ％以下において、少
なければ少ないほどエッチファクターを著しく向上させ
ることができる。しかしながら、不可避的不純物のＳが
存在するために、熱間加工性を損なわないようにするべ
くＳを無害化するにはＳ含有量の５倍以上の量が必要で
ある。このため、Ｍｎの含有量は、５×Ｓ含有量≦Ｍｎ
含有量≦０．０５ｗｔ％にする。 （２）Ｃ：Ｃはエッチング穿孔性を阻害するために、少
ないほど好ましいが、Ｃを工業的規模で大幅に低減させ
ることは経済性の観点から困難である。よって、Ｃ含有
量の上限を０．０１ｗｔ％、好ましくは０．００５ｗｔ
％にする。 （３）Ｓｉ：Ｓｉはエッチング穿孔性を阻害するため
に、少ないほど好ましいが、Ｓｉを工業的規模で大幅に
低減させることは経済性の観点から困難である。よっ
て、Ｓｉ含有量の上限を０．０１ｗｔ％、好ましくは
０．００５ｗｔ％にする。 （４）Ｓ：Ｓはその含有量が増えるにつれてエッチファ
クターを大きくする作用がある。しかしながら、熱間加
工性を阻害するために、Ｍｎ等Ｓを無害化する元素がな
い場合は少ないほうが好ましい。ただし、Ｓを工業的規
模で大幅に低減させることは経済性の観点から困難であ
る。よって、Ｓ含有量の上限を０．００５ｗｔ％にす
る。 （５）酸化物系介在物：酸化物系介在物はエッチング穿
孔性を阻害するために、少ないほど好ましいが、上述の
元素に比べてエッチファクター向上への寄与度は小さい
ために、その存在が実質的にエッチングの障害とならな
い程度まで減じれば良い。この上限をＪＩＳ Ｇ ０５
５５に規定される測定方法で求めた断面清浄度で表すと
０．０５％になる。
【００１１】次に製造方法について述べる。本発明は、
Ｍｎ含有量を０．０５ｗｔ％以下にするものであり、こ
れはＦｅ−Ｎｉ系合金を溶解する際のＭｎの添加量をＳ
含有量の５倍以上の要件を満たしつつ０．０５ｗｔ％に
なるように添加することで可能であり、真空溶解や大気
溶解など周知の溶解方法で行うことができる。しかしな
がら、Ｃ、Ｓｉ、Ｓを特定量以下にするために、溶解原
料を厳選し、必要があれば脱酸や脱炭や脱硫処理を行う
ことが好ましい。また、酸化物系介在物の断面清浄度
（ＪＩＳ Ｇ ０５５５に規定される方法で測定）を
０．０５％以下とすることが好ましい。これも脱酸や脱
炭や脱硫処理を充分に行うことにより得られる。エッチ
ング穿孔性を阻害するＣやＳｉや酸化物系介在物を所定
割合以下に減じることにより一層良好なエッチング穿孔
性が得られる。溶湯を造塊するのではなく連続鋳造して
も良い。このようにして得られた鋳塊は、熱間脆性を起
こすことなく鍛造や圧延が可能であり、焼鈍と冷間圧延
を繰り返すことで所望の厚さのシャドウマスク用素材を
得ることができる。
Ｍｎ含有量を０．０５ｗｔ％以下にするものであり、こ
れはＦｅ−Ｎｉ系合金を溶解する際のＭｎの添加量をＳ
含有量の５倍以上の要件を満たしつつ０．０５ｗｔ％に
なるように添加することで可能であり、真空溶解や大気
溶解など周知の溶解方法で行うことができる。しかしな
がら、Ｃ、Ｓｉ、Ｓを特定量以下にするために、溶解原
料を厳選し、必要があれば脱酸や脱炭や脱硫処理を行う
ことが好ましい。また、酸化物系介在物の断面清浄度
（ＪＩＳ Ｇ ０５５５に規定される方法で測定）を
０．０５％以下とすることが好ましい。これも脱酸や脱
炭や脱硫処理を充分に行うことにより得られる。エッチ
ング穿孔性を阻害するＣやＳｉや酸化物系介在物を所定
割合以下に減じることにより一層良好なエッチング穿孔
性が得られる。溶湯を造塊するのではなく連続鋳造して
も良い。このようにして得られた鋳塊は、熱間脆性を起
こすことなく鍛造や圧延が可能であり、焼鈍と冷間圧延
を繰り返すことで所望の厚さのシャドウマスク用素材を
得ることができる。
【００１２】最終冷間加工後の圧延面における｛１０
０｝結晶面の集積度を数式１で計算される値に基づい
て、６０〜８５％になるように中間加工度を調整するこ
とが好ましい。エッチング穿孔性の一層の改善を図るこ
とができる。
０｝結晶面の集積度を数式１で計算される値に基づい
て、６０〜８５％になるように中間加工度を調整するこ
とが好ましい。エッチング穿孔性の一層の改善を図るこ
とができる。
【００１３】
【数１】
【００１４】このように、本発明によれば、Ｆｅ−Ｎｉ
系合金のＳ及びＭｎの含有量をそれぞれ特定量以下に限
定しかつＭｎ含有量とＳ含有量との関係を規定すること
ではじめてエッチング時のエッチング穿孔性、特にエッ
チファクターを大幅に向上したシャドウマスク用素材を
製造することができるのである。なお、ＣとＳｉの含有
量及び／或いは断面清浄度を減じることで一層良好なエ
ッチング穿孔性が得られる。
系合金のＳ及びＭｎの含有量をそれぞれ特定量以下に限
定しかつＭｎ含有量とＳ含有量との関係を規定すること
ではじめてエッチング時のエッチング穿孔性、特にエッ
チファクターを大幅に向上したシャドウマスク用素材を
製造することができるのである。なお、ＣとＳｉの含有
量及び／或いは断面清浄度を減じることで一層良好なエ
ッチング穿孔性が得られる。
【００１５】
【実施例】以下に、実施例と比較例とを示す。試料Ｎ
ｏ．１〜８は本発明の要件を満たす実施例でありそして
試料Ｎｏ．９〜１８は比較例である。比較例のうち、試
料Ｎｏ．９〜１０はＭｎ含有量は少ないが、Ｍｎ含有量
がＳ含有量の５倍未満のものであり、試料Ｎｏ．１１〜
１５のＭｎ含有量が０．０５ｗｔ％を超えるものであ
り、試料Ｎｏ．１６〜１７のＣとＳｉのいずれかの含有
量が０．０１ｗｔ％を超えるものであり、そして試料Ｎ
ｏ．１８はＳ含有量が０．００５ｗｔ％を超えるもので
ある。
ｏ．１〜８は本発明の要件を満たす実施例でありそして
試料Ｎｏ．９〜１８は比較例である。比較例のうち、試
料Ｎｏ．９〜１０はＭｎ含有量は少ないが、Ｍｎ含有量
がＳ含有量の５倍未満のものであり、試料Ｎｏ．１１〜
１５のＭｎ含有量が０．０５ｗｔ％を超えるものであ
り、試料Ｎｏ．１６〜１７のＣとＳｉのいずれかの含有
量が０．０１ｗｔ％を超えるものであり、そして試料Ｎ
ｏ．１８はＳ含有量が０．００５ｗｔ％を超えるもので
ある。
【００１６】真空溶解法でＦｅ−３６ｗｔ％Ｎｉ合金の
Ｍｎ、Ｃ、Ｓ、Ｓｉの含有量および酸化物系介在物の断
面清浄度を調整した鋳塊を得た。次に鍛造圧延し、冷間
圧延と焼鈍を繰り返して０．１５ｍｍ厚さの合金帯を製
造した。この時最終冷間加工後の圧延面における｛１０
０｝結晶面の集積度を数式１で表される値で、６０〜８
５％になるように中間加工度を調整した。これらの合金
帯のエッチング穿孔性を比較するために、周知のフォト
リソグラフィー技術を用いて、合金帯の片側の表面に直
径が８０μｍの真円上の開口部を多数有するレジストマ
スクを形成し、塩化第２鉄溶液をスプレー状に吹き付け
て図３に示すサイドエッチ量が１５μｍになった時のエ
ッチファクターを調査した。また、熱間加工性として熱
間加工時の割れの発生を評価した。実施例及び比較例に
おけるこれら結果をまとめて表１に示す。
Ｍｎ、Ｃ、Ｓ、Ｓｉの含有量および酸化物系介在物の断
面清浄度を調整した鋳塊を得た。次に鍛造圧延し、冷間
圧延と焼鈍を繰り返して０．１５ｍｍ厚さの合金帯を製
造した。この時最終冷間加工後の圧延面における｛１０
０｝結晶面の集積度を数式１で表される値で、６０〜８
５％になるように中間加工度を調整した。これらの合金
帯のエッチング穿孔性を比較するために、周知のフォト
リソグラフィー技術を用いて、合金帯の片側の表面に直
径が８０μｍの真円上の開口部を多数有するレジストマ
スクを形成し、塩化第２鉄溶液をスプレー状に吹き付け
て図３に示すサイドエッチ量が１５μｍになった時のエ
ッチファクターを調査した。また、熱間加工性として熱
間加工時の割れの発生を評価した。実施例及び比較例に
おけるこれら結果をまとめて表１に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】表１の結果から、本発明の試料Ｎｏ．１〜
８のＭｎ含有量が０．０５ｗｔ％以下のものは、試料Ｎ
ｏ．１１〜１３のＭｎ含有量が０．０５ｗｔ％を超える
ものに比べてエッチファクターは０．１以上大きくなっ
ていることがわかる。試料Ｎｏ．９〜１０はＭｎ含有量
は少ないが、Ｍｎ含有量がＳ含有量の５倍未満であるた
めに、熱間加工時の割れを生じている。さらに、試料Ｎ
ｏ．１６〜１８のＣ、Ｓｉ、Ｓのいずれかを特定量を超
えて含有するもののエッチファクターの低下がほとんど
無いことから、Ｍｎ含有量を低減することによってはじ
めてエッチファクターを大幅に向上できることがわか
る。ここで、Ｓ含有量を多くするとエッチファクターは
大きくなるが、熱間加工性の悪化とエッチング加工孔の
形状不良を生じるためにシャドウマスク用素材として不
適である。また、Ｍｎ含有量がＳ含有量の５倍以上にす
ることで熱間加工時の割れを生じることなく、０．１５
ｍｍ厚さまで加工することができる。
８のＭｎ含有量が０．０５ｗｔ％以下のものは、試料Ｎ
ｏ．１１〜１３のＭｎ含有量が０．０５ｗｔ％を超える
ものに比べてエッチファクターは０．１以上大きくなっ
ていることがわかる。試料Ｎｏ．９〜１０はＭｎ含有量
は少ないが、Ｍｎ含有量がＳ含有量の５倍未満であるた
めに、熱間加工時の割れを生じている。さらに、試料Ｎ
ｏ．１６〜１８のＣ、Ｓｉ、Ｓのいずれかを特定量を超
えて含有するもののエッチファクターの低下がほとんど
無いことから、Ｍｎ含有量を低減することによってはじ
めてエッチファクターを大幅に向上できることがわか
る。ここで、Ｓ含有量を多くするとエッチファクターは
大きくなるが、熱間加工性の悪化とエッチング加工孔の
形状不良を生じるためにシャドウマスク用素材として不
適である。また、Ｍｎ含有量がＳ含有量の５倍以上にす
ることで熱間加工時の割れを生じることなく、０．１５
ｍｍ厚さまで加工することができる。
【００１９】
【発明の効果】以上に述べた如く、本発明によれば、Ｆ
ｅ−Ｎｉ系合金シャドウマスク用素材において、Ｍｎ並
びにＳを所定の値以下に限定しかつＭｎ含有量とＳ含有
量との関係を規定し、更に望ましくはＣとＳｉの含有量
及び／または酸化物系介在物の断面清浄度を所定の値以
下に限定することで、エッチング穿孔性に優れたシャド
ウマスク用素材を提供することを可能とした。これによ
り、シャドウマスクの高精細化に充分対応する高品質な
シャドウマスク素材の提供が可能となり、その工業的意
義は非常に大きい。
ｅ−Ｎｉ系合金シャドウマスク用素材において、Ｍｎ並
びにＳを所定の値以下に限定しかつＭｎ含有量とＳ含有
量との関係を規定し、更に望ましくはＣとＳｉの含有量
及び／または酸化物系介在物の断面清浄度を所定の値以
下に限定することで、エッチング穿孔性に優れたシャド
ウマスク用素材を提供することを可能とした。これによ
り、シャドウマスクの高精細化に充分対応する高品質な
シャドウマスク素材の提供が可能となり、その工業的意
義は非常に大きい。
【図１】Ｃ、Ｓｉ、Ｓ並びにＭｎ各元素の含有量Ｘとエ
ッチファクターの変化率ΔＥＦとの関係を示すグラフで
ある。
ッチファクターの変化率ΔＥＦとの関係を示すグラフで
ある。
【図２】酸化物系介在物の断面清浄度Ｚとエッチファク
ター変化率ΔＥＦとの関係を示すグラフである。
ター変化率ΔＥＦとの関係を示すグラフである。
【図３】エッチファクターＥＦ＝ｄ／ＳＥ（ｄ：エッチ
ング深さ、ＳＥ：サイドエッチ量）の定義またエッチン
グ加工孔径Ｒとレジスト開口径ｒとの関係を説明する説
明図である。
ング深さ、ＳＥ：サイドエッチ量）の定義またエッチン
グ加工孔径Ｒとレジスト開口径ｒとの関係を説明する説
明図である。
ｄ：エッチング深さ、 ＳＥ：サイドエッチ量 Ｒ：エッチング加工孔径 ｒ：レジスト開口径
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C22C 38/00 - 38/60 H01J 29/07
Claims (3)
- 【請求項１】 Ｎｉ：３０〜５０ｗｔ％を含有し、残部
がＭｎとＦｅおよび不可避的不純物からなるＦｅ−Ｎｉ
系合金シャドウマスク用素材において、Ｍｎを０．０５
％以下そして不可避的不純物においてＳ：０．００５ｗ
ｔ％以下に規制し、かつＭｎ含有量をＳ含有量の５倍以
上としたことを特徴とするＦｅ−Ｎｉ系合金シャドウマ
スク用素材。 - 【請求項２】 不可避的不純物において、Ｃ：０．０１
ｗｔ％以下そしてＳｉ：０．０１ｗｔ％以下であること
を特徴とする請求項１のＦｅ−Ｎｉ系合金シャドウマス
ク用素材。 - 【請求項３】 ＪＩＳ Ｇ ０５５５に規定される方法
で測定した酸化物系介在物の断面清浄度が０．０５％以
下であることを特徴とする請求項１乃至請求項２のＦｅ
−Ｎｉ系合金シャドウマスク用素材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01495894A JP3151100B2 (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | Ｆｅ−Ｎｉ系合金シャドウマスク用素材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01495894A JP3151100B2 (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | Ｆｅ−Ｎｉ系合金シャドウマスク用素材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07207415A JPH07207415A (ja) | 1995-08-08 |
| JP3151100B2 true JP3151100B2 (ja) | 2001-04-03 |
Family
ID=11875493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01495894A Expired - Fee Related JP3151100B2 (ja) | 1994-01-14 | 1994-01-14 | Ｆｅ−Ｎｉ系合金シャドウマスク用素材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3151100B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3384318B2 (ja) * | 1998-03-17 | 2003-03-10 | 住友金属工業株式会社 | 酸化物分散低熱膨張合金 |
| JP3327902B2 (ja) * | 1999-07-28 | 2002-09-24 | 日本冶金工業株式会社 | Ｆｅ−Ｎｉ系シャドウマスク用材料 |
| JP3422772B2 (ja) * | 2000-04-21 | 2003-06-30 | 日本冶金工業株式会社 | Ｆｅ−Ｎｉ合金冷延板 |
| JP3854121B2 (ja) * | 2001-10-22 | 2006-12-06 | 日本冶金工業株式会社 | 耐食性に優れるシャドウマスク素材用Ｆｅ−Ｎｉ系合金およびシャドウマスク材料 |
-
1994
- 1994-01-14 JP JP01495894A patent/JP3151100B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07207415A (ja) | 1995-08-08 |
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