JPH08291351A - Iron-nickel alloy sheet and its production - Google Patents

Iron-nickel alloy sheet and its production

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JPH08291351A
JPH08291351A JP11793195A JP11793195A JPH08291351A JP H08291351 A JPH08291351 A JP H08291351A JP 11793195 A JP11793195 A JP 11793195A JP 11793195 A JP11793195 A JP 11793195A JP H08291351 A JPH08291351 A JP H08291351A
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JP
Japan
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thin plate
etching
alloy
etching factor
surface layer
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JP11793195A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryoji Inoue
良二 井上
Iwao Kashiwagi
巖 柏木
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To produce a sheet having an etching factor of high value capable of etching closely following a resist film even in the case of a resist composed of acrylic resin, concretely, a sheet of an Fe-Ni alloy having an etching factor as high as >=2.5 which is so far impossible to obtain. CONSTITUTION: This sheet is an Fe-Ni alloy sheet which contains 30-55wt.% Ni and in which etching factor, at the time when spray etching is applied by using an aqueous solution of ferric chloride (concentration, 47 deg. Baume Γ degree; temp., 60 deg.C; treating time, 6min; diameter of resist hole, 0.2mm) is regulated to >=2.5. This Fe-Ni alloy sheet can be produced by removing the surface layer of the Fe-Ni alloy sheet, containing 30-55wt.% Ni, at >=0.15C/cm<2> coulomb density by an electrolytic method.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、シャドウマスク、リー
ドフレームなどの素材となるFe−Ni系合金の薄板に
関し、特にエッチングによる微細加工に適したFe−N
i系合金薄板およびその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an Fe-Ni alloy thin plate used as a material for a shadow mask, a lead frame, etc., and is particularly suitable for fine processing by etching.
The present invention relates to an i-based alloy thin plate and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】Fe−Ni系合金は、その優れた低熱膨
張特性を利用して、薄板材としてシャドウマスク、ある
いは半導体集積回路のリードフレームやワイヤ材として
使用されている。代表的な低熱膨張Fe−Ni系合金と
しては、Fe−36%Ni(インバー),Fe−42%
Ni,Fe−50%Ni,Fe−42%Ni−6%C
r,Fe−29%Ni−17%Co(コバール)等があ
る。最近、シャドウマスクの高精細化やリードフレーム
の多ピン化の要求が著しく、これらの材料ではエッチン
グ加工による微細加工精度の向上が一段と求められてい
る。
2. Description of the Related Art Fe-Ni alloys are used as shadow masks as thin plate materials, or lead frames and wire materials for semiconductor integrated circuits due to their excellent low thermal expansion characteristics. Fe-36% Ni (Invar), Fe-42% are typical low thermal expansion Fe-Ni alloys.
Ni, Fe-50% Ni, Fe-42% Ni-6% C
r, Fe-29% Ni-17% Co (Kovar) and the like. Recently, there has been a great demand for high definition of shadow masks and multi-pins of lead frames, and these materials are required to further improve fine processing precision by etching.

【0003】エッチング加工精度を向上する手段とし
て、従来、介在物を極力低減する方法がとられていた。
最近では介在物の低減に加えて、特開平3−97831
号に記載されるようにエッチング面に(200)面を集合
させた組織に調整したり、Cを極力低減することによっ
てエッチング速度を高める方法がとられるようになって
きた。また、特開昭63−128185号は、エッチン
グ加工時のレジスト密着性を改善して高精度のエッチン
グ加工を行うという観点から、酸洗あるいは化学研磨等
の化学的手段により、該薄板の表面直下のその工程に達
するまでの各処理、加工に伴って生じた汚染による変質
層を溶解除去することを開示している。
As a means for improving the accuracy of etching processing, a method of reducing inclusions as much as possible has hitherto been taken.
Recently, in addition to reduction of inclusions, JP-A-3-97831
As described in No. 3, a method has been adopted in which the etching rate is increased by adjusting the texture to a collection of (200) planes or by reducing C as much as possible. Further, JP-A-63-128185 discloses that the surface of the thin plate is directly below the surface of the thin plate by a chemical means such as pickling or chemical polishing from the viewpoint of improving the resist adhesion during etching and performing highly accurate etching. It is disclosed to dissolve and remove the deteriorated layer due to the contamination caused by each treatment and processing up to that step.

【0004】同様に、レジスト密着性改善の観点から、
特開平4−99152号は、熱処理により表面直下の層
(以下表面層と記す)に存在する不純物のCやOを脱
炭、還元して低減させる方法を開示している。なお、特
開平4−334850号は、現像処理後、不要な部分の
レジスト膜の除去法として蓚酸を電解液とする電解整面
処理の例を開示している。エッチング加工精度を表す指
標として、エッチングファクタを用いることが多い。エ
ッチングファクタは一般には、図5に示すように食刻深
さdとレジストに覆われた部分のサイドエッチング量S
との比d/sで定義されるものである。エッチングファ
クタが大きいことは、サイドエッチング量sが小さいこ
と、つまりレジストパターンに忠実な食刻形状が得られ
ることを意味する。
Similarly, from the viewpoint of improving resist adhesion,
Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-99152 discloses a method of decarburizing and reducing impurities C and O existing in a layer immediately below the surface (hereinafter referred to as a surface layer) by heat treatment to reduce the impurities. Japanese Patent Laid-Open No. 4-334850 discloses an example of electrolytic surface-treating treatment using oxalic acid as an electrolytic solution as a method of removing a resist film in an unnecessary portion after the developing treatment. An etching factor is often used as an index showing the etching processing accuracy. As shown in FIG. 5, the etching factor is generally the etching depth d and the side etching amount S of the portion covered with the resist.
Is defined as the ratio d / s. A large etching factor means that the side etching amount s is small, that is, an etched shape faithful to the resist pattern can be obtained.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明者の調査による
と、前述した酸洗や化学研磨により表面層を除去された
薄板はレジスト密着性が、なお不十分でエッチングファ
クタが十分大きくなく、かつこの方法では、量産化した
場合に液の劣化程度によって除去される深さに変動が生
じやすく、除去深さの制御が困難であるため、必要以上
の深さに除去せざるを得ず、このため効率が悪い。また
除去速度も小さい。また、前述した熱処理により表面層
の不純物を除去する方法では、表面の清浄度が十分改善
されないため、レジスト密着性が不十分でエッチングフ
ァクタが十分大きくないことがわかった。また、従来用
いられていたカゼイン系のレジストは六価Crを含有す
るため、最近アクリル系樹脂によるレジストに変わりつ
つある。しかし、前記の酸洗や化学研磨された表面は、
アクリル系レジストに対して、特に密着性に劣り、エッ
チングファクタが低いことがわかった。
According to the investigation by the present inventor, the thin plate from which the surface layer has been removed by the above-mentioned pickling or chemical polishing has insufficient resist adhesion, and the etching factor is not sufficiently large, and In this method, the depth to be removed tends to fluctuate due to the degree of deterioration of the liquid when mass-produced, and it is difficult to control the removal depth. Therefore, the efficiency is low. The removal rate is also low. It was also found that the method of removing impurities in the surface layer by the above-mentioned heat treatment does not sufficiently improve the cleanliness of the surface, so that the resist adhesion is insufficient and the etching factor is not sufficiently large. In addition, since the casein-based resist that has been conventionally used contains hexavalent Cr, it is being replaced with an acrylic-based resist recently. However, the surface that has been pickled or chemically polished is
It was found that the adhesiveness was particularly poor and the etching factor was low with respect to the acrylic resist.

【0006】本発明は、アクリル系樹脂によるレジスト
に対してもエッチングの形状をレジスト膜に忠実に実行
させる、つまりエッチングファクタが高値を示す薄板、
具体的にはこの値が従来得られていなかった2.5以上の
高い値を示すFe−Ni系合金の薄板を提供することを
第1の目的とし、第2の目的は該薄板素材の表面の不純
物等に汚染された表面変質層を効果的に除去することに
より、高エッチングファクタの材料を得る方法を提供す
ることである。
According to the present invention, a thin plate having an etching factor of a high value that faithfully executes the etching shape to the resist film even for a resist made of an acrylic resin,
Specifically, the first object is to provide a thin plate of an Fe-Ni alloy having a high value of 2.5 or more, which has not been obtained in the past, and the second purpose is to provide impurities on the surface of the thin plate material. It is to provide a method for obtaining a material having a high etching factor by effectively removing a surface-altered layer contaminated by the like.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明者は、表
面変質層を化学的および電気化学的に除去する方法を種
々検討したところ、電解による表面層除去法は、従来得
られていなかったエッチングファクタが2.5以上のエッ
チング性に優れた表面を得ることが可能であるうえに、
酸洗や化学研磨よりも表面層の除去量を一定に制御して
除去量不足の発生を防止し易いことを見出した。すなわ
ち、種々の酸、アルカリ等による表面層除去法では、短
時間では表面層が溶解しないか、溶解した場合でも二次
的に液中に生成した反応生成物が入念な洗浄後も被処理
材の表面に残存して、乾燥後レジストとの密着性を阻害
するため、エッチングファクタが2.5以上の材料を製造
することが実質的に不可能であることがわかった。
Therefore, the present inventor has studied various methods of chemically and electrochemically removing the surface-altered layer. As a result, the electrolytic method for removing the surface layer has never been obtained. In addition to being able to obtain a surface with an etching property of a factor of 2.5 or more,
It has been found that the removal amount of the surface layer can be controlled to be constant and the occurrence of insufficient removal amount can be prevented more easily than pickling or chemical polishing. That is, in the surface layer removal method using various acids, alkalis, etc., the surface layer is not dissolved in a short time, or even if the surface layer is dissolved, the reaction product generated secondarily in the liquid is not treated even after careful cleaning. It has been found that it is practically impossible to produce a material having an etching factor of 2.5 or more, because it remains on the surface of and the adhesiveness with the resist is inhibited after drying.

【0008】ところが、電解による表面層除去法では、
所定の電流を所定時間流すことにより、表面の除去量を
制御することが本来的に容易で、かつ液の劣化度合も少
ないこと、特に二次的に生成する反応生成物の付着量も
少ないため、処理後、清浄な表面が得られ易く、アクリ
ル樹脂を主成分とするレジスト膜を使用した場合でもエ
ッチングファクタが2.5以上の面が得られることがわか
った。そして、本発明の第1は、エッチングファクタが
2.5以上の薄板であるが、このような薄板は、例えば、
本発明の第2の電解表面層除去によるFe−Ni合金の
薄板の製造方法等により、表面を所定の状態に整えるな
らば十分実現し得るものである。
However, in the surface layer removal method by electrolysis,
It is inherently easy to control the removal amount of the surface by applying a predetermined current for a predetermined time, and the degree of deterioration of the liquid is small, especially because the amount of secondary reaction products formed is small. It was found that a clean surface can be easily obtained after the treatment, and a surface having an etching factor of 2.5 or more can be obtained even when a resist film containing an acrylic resin as a main component is used. The first aspect of the present invention is that the etching factor is
Although it is a thin plate of 2.5 or more, such a thin plate is, for example,
It can be sufficiently realized if the surface is prepared in a predetermined state by the method for producing a Fe-Ni alloy thin plate by removing the second electrolytic surface layer of the present invention.

【0009】すなわち本発明の第1は、重量%でNi 3
0〜55%を含有するFe−Ni系合金の薄板であり、塩化
第二鉄水溶液によりスプレーエッチングした時(濃度:47
ボーメ、温度:60℃、処理時間:6分間、レジスト 孔直
径:0.2mm)のエッチングファクタが2.5以上であることを
特徴とするFe−Ni系合金薄板、ならびに本発明の第
2は、重量%でNi 30〜55%を含有するFe−Ni系合
金の薄板の表面層を、0.15C/cm2以上の電気量密度で電
解法により除去することを特徴とするFe−Ni系合金
薄板の製造方法である。上記第2発明の電解により表面
層を除去して得た薄板において、その表面の走査電子顕
微鏡写真上で台地状形態の部分を面積率で18%以下とし
たものは、エッチングファクタ 2.5以上を満足する。ま
た、本発明の製造方法において、使用する電解液は硫酸
ナトリウムと硫酸の混合水溶液として、pHを1.0〜4.0と
すること、また被処理帯板をその長手方向に走行させつ
つ連続的に処理する連続法によることが望ましい。
That is, the first aspect of the present invention is to provide Ni 3 in weight%.
Fe-Ni alloy thin plate containing 0-55%, when spray-etched with ferric chloride aqueous solution (concentration: 47
Baume, temperature: 60 ° C., treatment time: 6 minutes, resist hole diameter: 0.2 mm), Fe-Ni alloy thin plate characterized by having an etching factor of 2.5 or more, and the second of the present invention is% by weight. Of Fe-Ni alloy thin plate containing 30 to 55% of Ni by electrolysis to remove the surface layer of the thin plate of Fe-Ni alloy at an electric energy density of 0.15 C / cm 2 or more. Is the way. In the thin plate obtained by removing the surface layer by the electrolysis according to the second aspect of the present invention, a plate having a plateau-shaped portion on the surface thereof with an area ratio of 18% or less satisfies the etching factor of 2.5 or more. To do. Further, in the production method of the present invention, the electrolytic solution used is a mixed aqueous solution of sodium sulfate and sulfuric acid, the pH is 1.0 to 4.0, and the strip to be treated is continuously treated while running in its longitudinal direction. The continuous method is preferable.

【0010】[0010]

【作用】まず、本発明のFe−Ni系合金薄板について
述べる。本発明が対象とする重量%でNi 30〜55%を含
有するFe−Ni系合金とは、取引上呼称されているF
e−36%Ni(インバー)合金,Fe−42%Ni合
金,Fe−50%Ni,Fe−29%Ni−6.5%C
oなどの総称であり、FeとNiまたはさらにCoの7
%程度を主体として含有する合金のうち、Niが30〜55
%に相当する全域を意味する。したがって、Fe−Ni
系合金に脱酸や脱硫元素としてSi,Mn,Caなどを
含有させることは可能であり、また強化、耐力低下、熱
間加工性等の特性改善元素として3%以下、場合によって
は5%以下のNb,Ti,Al,V,Cr,Bなどを必要
に応じて含有するものである。
First, the Fe-Ni alloy thin plate of the present invention will be described. The Fe-Ni-based alloy containing 30 to 55% by weight of Ni, which is the object of the present invention, is the trade name of F-Ni alloy.
e-36% Ni (Invar) alloy, Fe-42% Ni alloy, Fe-50% Ni, Fe-29% Ni-6.5% C
is a general term such as o, and Fe and Ni or Co of 7
% Of the alloys mainly containing about 30% to 55% Ni
It means the whole area corresponding to%. Therefore, Fe-Ni
It is possible to add Si, Mn, Ca, etc. as deoxidizing and desulfurizing elements to the base alloys, and as a characteristic improving element such as strengthening, proof stress reduction, hot workability, etc., 3% or less, in some cases 5% or less Nb, Ti, Al, V, Cr, B, etc. are included as required.

【0011】さらに具体的には、Fe−29%Ni−
6.5%CoまたはこのNiの3%以下を等量のCuで置
換したもの、Fe−33.3%Ni−3%Cuまたはこ
れに0.001%程度のBを添加したもの、Fe−36%N
i、またはこれに2%Ti,1.5%Al、2%Cr、
2%Nb、2%V、0.003%Bをそれぞれ添加した
もの、Fe−42%Ni、Fe−50%NiやFe−5
2%Niまたはこれらに上記程度のTi,Al,Cr,
Nb,V,Bを添加したもの等である。
More specifically, Fe-29% Ni-
6.5% Co or 3% or less of this Ni replaced by an equal amount of Cu, Fe-33.3% Ni-3% Cu or 0.001% B added thereto, Fe-36% N
i, or 2% Ti, 1.5% Al, 2% Cr,
2% Nb, 2% V, 0.003% B added, Fe-42% Ni, Fe-50% Ni and Fe-5
2% Ni or Ti, Al, Cr with the above levels
For example, Nb, V, and B are added.

【0012】本発明のFe−Ni系合金薄板は、測定法
を下記するように、レジスト膜としてアクリル系樹脂を
主成分とするレジスト膜を用いた時でもエッチングファ
クタが2.5以上と、従来の製品を陵駕するものであり、
これにより、パターンにより忠実なエッチング形状を実
現することができる。エッチングの方法とエッチングフ
ァクタの測定方法は次による。まず、本発明の方法等で
処理された材料の表面に、アクリル系樹脂を主成分とす
るレジスト液を塗布した後、乾燥−露光−現像−乾燥の
工程を経て、直径 0.2mmφの穴が多数設けられたレジス
ト膜を形成する。その後、FeCl3水溶液(60℃,47ボ
ーメ)を6分間スプレーしてエッチングした後、穴の深さ
dと穴の広がりsを図5の定義により測定し、エッチン
グファクタをd/sにより計算する。
The Fe-Ni alloy thin plate of the present invention has an etching factor of 2.5 or more even when a resist film containing an acrylic resin as a main component is used as the resist film, as shown in the following measuring method. Is to
As a result, it is possible to realize an etching shape that is more faithful to the pattern. The method of etching and the method of measuring the etching factor are as follows. First, after coating a resist solution containing an acrylic resin as a main component on the surface of a material treated by the method of the present invention, etc., a drying-exposure-developing-drying process is performed, and a large number of holes having a diameter of 0.2 mmφ are formed. The provided resist film is formed. Then, a FeCl 3 aqueous solution (60 ° C., 47 Baume) is sprayed for 6 minutes for etching, and then the depth d of the hole and the spread s of the hole are measured by the definition of FIG. 5, and the etching factor is calculated by d / s. .

【0013】次に本発明の方法発明の作用を述べる。本
発明で電解法により変質層を除去した面が、従来の酸洗
法等による面に比して高エッチングファクタを示す理由
は、以下の作用によると思われる。すなわち、上記の電
解法により表面層を除去されたFe−Ni系合金の表面
は、後に詳述するように、この除去の過程で部分的に台
地状形態を示す段階がある。この台地状形態を示す部分
は、溶解が選択的に起る結果として残存した未溶解の部
分であって、レジスト膜の密着を阻害する不純物等を含
み、活性度が低い変質部分である。この台地状部分が表
面上に広く残存しているとエッチングファクタが低下す
るが、本発明方法では、電気量密度(C/cm2)を増加する
ことによりこの台地状部分の面積を確実に低下させるこ
とができる。
Next, the operation of the method invention of the present invention will be described. The reason why the surface from which the deteriorated layer is removed by the electrolytic method in the present invention exhibits a higher etching factor than the surface obtained by the conventional pickling method is considered to be due to the following action. That is, the surface of the Fe-Ni-based alloy whose surface layer has been removed by the above-mentioned electrolysis method has a step of partially showing a plate-like morphology in the process of this removal, as will be described later in detail. The plateau-shaped portion is an undissolved portion that remains as a result of selective dissolution, is an altered portion that contains impurities that inhibit the adhesion of the resist film and has low activity. Although the etching factor decreases when this plateau-like part is widely left on the surface, the method of the present invention surely reduces the area of this plateau-like part by increasing the electric quantity density (C / cm 2 ). Can be made.

【0014】しかも、この台地状部分が除去された後の
新しい表面は、反応による生成物がイオンとなって電流
により運搬されるから、従来の酸洗法等のように被処理
物の表面の極く近傍に高濃度に滞留して、通常の流水や
超音波洗浄等の洗浄でも十分除去できないため乾燥後の
表面に付着残存するということがなく、十分に新鮮で活
性な面となる。また、上記新しい表面は起伏に富み、こ
れもレジスト膜の密着性を高め、高エッチングを示す要
因と思われる。以上の結果、電解により表面層を除去さ
れた薄板の表面はエッチングファクタが高くなると思わ
れる。エッチングファクタを2.5以上とするためには、
台地状部分の面積の全面積に占める割合(面積率)を18%
以下とすることが必要である。
Moreover, on the new surface after the removal of the plateau portion, the products of the reaction become ions and are carried by the electric current. It stays at a high concentration in the very vicinity and cannot be sufficiently removed by washing with ordinary running water or ultrasonic washing, so that it does not adhere to and remain on the surface after drying, and it becomes a sufficiently fresh and active surface. Further, the new surface is rich in undulations, which is also considered to be a factor that enhances the adhesiveness of the resist film and shows high etching. As a result of the above, it is considered that the surface of the thin plate from which the surface layer has been removed by electrolysis has a high etching factor. To make the etching factor 2.5 or more,
18% of the total area of the terraced area (area ratio)
It is necessary to do the following.

【0015】本発明の方法発明は、表面層を0.15C/cm2
以上の電気量密度で溶解除去するものであり、実施例で
はこの条件により、上記台地状形態の部分の面積率は70
%程度以下となり、未処理材に比し、エッチングファク
タを0.2〜0.4程度改善することができた。電気量密度と
得られるエッチングファクタとの関係は、汚染層の深さ
により変化する。したがって、酸化等の程度の多い材料
では、大電気量密度により除去深さを増加しないと所望
のエッチングファクタを得ることはできない。本発明の
方法発明において、連続処理(帯状の被処理材をその長
手方向に走行させつつ行なう処理)の場合は、長手方向
の溶解の平均深さを正確に一定に制御することができる
から、除去量が不足の部分の発生や過剰な除去による液
の劣化を少なくすることができるので望ましい。
The method of the present invention comprises a surface layer of 0.15 C / cm 2
It is to be dissolved and removed with the above electricity density, and in this example, the area ratio of the plateau-shaped portion is 70% by this condition.
The etching factor was reduced to about 0.2% or less, and the etching factor could be improved by about 0.2 to 0.4 as compared with the untreated material. The relationship between the charge density and the obtained etching factor changes depending on the depth of the contaminated layer. Therefore, with a material having a large degree of oxidation or the like, a desired etching factor cannot be obtained unless the removal depth is increased due to the large electric charge density. In the method invention of the present invention, in the case of continuous processing (processing performed while running a strip-shaped material to be processed in its longitudinal direction), the average depth of melting in the longitudinal direction can be accurately and uniformly controlled, It is desirable because it is possible to reduce the occurrence of a portion where the amount of removal is insufficient and deterioration of the liquid due to excessive removal.

【0016】次に、本発明の電解による表面層除去の様
子を説明する。Fe−Ni合金薄板は通常最終圧延後、
歪取り焼鈍された状態で取引されている。本発明の方法
発明は、この段階の材料または最終圧延前の材料を電解
により表面層を除去して活性化するものである。この段
階の材料を本発明の電解による表面層除去処理を行なう
場合、表面状態は次の段階を経る。圧延による平坦な
表面の無数の点から溶解が進行して点状凹みが生じ、こ
の凹みが深まる段階、深さの進行はほぼ停止し、横に
広がって面積の拡大が進行する段階、凹みの広さがさ
らに広がり、隣接する凹み同士が接触、合体する段階
(図1および図2参照、この段階では初期の表面が平坦
なまま残り、周囲が溶解により低くなった台地状の形態
が見られる)、初期の表面がほとんど消失し、起伏に
富んだ新しい表面でほぼ全面が覆われる段階(図3参
照)、を経る。なお、さらに電解を継続すると、台地状
部は確実に減少し、起伏に富んだ表面のまま溶解が進む
ようである。
Next, the manner of removing the surface layer by electrolysis according to the present invention will be described. Fe-Ni alloy thin plate is usually after final rolling,
It is traded in a strain-annealed state. According to the method of the present invention, the material at this stage or the material before final rolling is activated by removing the surface layer by electrolysis. When the material at this stage is subjected to the electrolytic surface layer removing treatment of the present invention, the surface state goes through the following stages. Melting progresses from a myriad of points on the flat surface due to rolling, resulting in point pits, where the pits deepen, the depth almost stops, and the flanks widen laterally to expand the area. The area becomes wider and the adjacent dents come into contact with each other (see FIGS. 1 and 2). In this step, the initial surface remains flat and the surroundings are lowered due to melting. ), The initial surface has almost disappeared, and the entire surface is covered with a new rugged surface (see FIG. 3). Further, when the electrolysis is further continued, the plateau-like portions are surely reduced, and it seems that the dissolution proceeds with the undulating surface.

【0017】そして、エッチングファクタは、および
の初期の段階では低く、の中〜末期以降で急激に上
昇し、優に2.5を越える(この時の台地状部分の面積比率
は18%以下である)ようになり、でほぼ飽和する。次に
本発明の方法発明の望ましい条件について述べる。通
常、鉄の脱スケール用の電解液としては、硫酸、硝酸等
と、それらのナトリウム塩の混合水溶液が用いられ、こ
れらは本発明にも使用可能である。しかし、排水処理の
容易さ、コストの点から硫酸ナトリウムを利用するのが
有利である。但し、硫酸ナトリウム単独の水溶液では、
pHが5〜6と高過ぎてFe−Ni系合金の場合、表面層の
電気的な溶解が低下するため、これに硫酸を加えてpHを
4以下とするのがよい。pHは、低いほど反応が促進され
るが、1.0未満では取扱いがやや困難で作業性が低下す
るため、1.0以上、望ましくは1.5以上とするとよい。
The etching factor is low in the initial stage of and, rises sharply from the middle stage to the end stage, and exceeds 2.5 (the area ratio of the plateau-shaped portion at this time is 18% or less). And becomes almost saturated at. Next, desirable conditions for the method invention of the present invention will be described. Usually, as an electrolytic solution for descaling iron, a mixed aqueous solution of sulfuric acid, nitric acid, etc., and their sodium salts is used, and these can also be used in the present invention. However, it is advantageous to use sodium sulfate from the viewpoint of ease of wastewater treatment and cost. However, in an aqueous solution of sodium sulfate alone,
If the pH is too high at 5-6 and Fe-Ni alloy is used, the electrical dissolution of the surface layer will be reduced.
4 or less is recommended. The lower the pH is, the more the reaction is promoted, but if it is less than 1.0, the handling is rather difficult and the workability is deteriorated. Therefore, the pH is set to 1.0 or more, preferably 1.5 or more.

【0018】次に電流密度は、5mA/cm2以上で反応が起
り表面層が溶解するので、5mA/cm2以上とするとよい。
電解液温度は、60℃以上にすると液が活性化し電解だけ
ではなく酸としての作用が働くようになるので、表面に
変色むらが発生しやすい。また、20℃未満では夏期に温
度制御が困難となる。このため、20〜60℃が望ましい範
囲である。
Next, the current density is preferably set to 5 mA / cm 2 or more because a reaction occurs and the surface layer is dissolved at 5 mA / cm 2 or more.
When the temperature of the electrolytic solution is 60 ° C. or higher, the solution is activated and not only the electrolysis but the function as an acid starts to work, so that the discoloration unevenness is likely to occur on the surface. Also, if the temperature is lower than 20 ° C, it becomes difficult to control the temperature in summer. Therefore, 20 to 60 ° C is a desirable range.

【0019】[0019]

【実施例】【Example】

(実施例1)まず、電解液として硫酸ナトリウムと硫酸
と水を混合してpH 3.0の水溶液を作製した。この溶液
に、溶解−熱間圧延−焼鈍−冷間圧延−焼鈍の工程によ
り製造された表1に示す組成のFe−Ni系合金薄板
(0.15mmt)と白金の電極を浸漬し、液温 40℃、処理時間
30秒の条件で薄板を陽極として電解表面層除去処理を
行なった。次に、上記処理後、各テストピースを、40℃
の純水の流水による洗浄と、40℃、30秒の純水中の超音
波洗浄を行なった後、速やかに熱風乾燥して、電子顕微
鏡による表面観察と前記条件によるエッチングファクタ
の測定を行なった。その結果を表2に示す。また、表2
の試料のうち、TP1について電流密度 5,10,20mA/cm2
で30秒間処理したものの材料表面の走査電子顕微鏡写真
(倍率 10,000)をそれぞれ図1,2,3に示す。
Example 1 First, sodium sulfate, sulfuric acid, and water were mixed as an electrolytic solution to prepare an aqueous solution having a pH of 3.0. In this solution, Fe-Ni alloy thin plate having the composition shown in Table 1 produced by the steps of dissolution-hot rolling-annealing-cold rolling-annealing.
(0.15mmt) and platinum electrode are immersed, liquid temperature 40 ℃, treatment time
The electrolytic surface layer removal treatment was performed using the thin plate as an anode under the condition of 30 seconds. Next, after the above treatment, each test piece was
After cleaning with running pure water of 40 ° C. and ultrasonic cleaning in pure water at 40 ° C. for 30 seconds, it was quickly dried with hot air, and the surface was observed with an electron microscope and the etching factor was measured under the above conditions. . The results are shown in Table 2. Also, Table 2
Current density of 5,10,20mA / cm 2 for TP1
Scanning electron micrograph of material surface after 30 seconds treatment
(Magnification 10,000) are shown in Figures 1, 2, and 3, respectively.

【0020】[0020]

【表1】 [Table 1]

【0021】[0021]

【表2】 [Table 2]

【0022】表2から、台地状部分の面積率を18%以
下とすれば、2.5以上のエッチングファクタが得られる
こと、台地状部分の面積率は電気量密度の増加と共に
確実に低下すること、TP1とTP2(ESCAによ
る酸化膜厚測定結果で膜厚がTP1より大)とでは、台
地状部の面積率を18%以下とする、つまりエッチングフ
ァクタ 2.5以上を得るに必要な電気量密度にかなり大き
な違い(電気量密度は酸化膜厚と共に増加)があること、
電気量密度 0.15C/cm2の処理でも素材に対して0.2〜
0.4のエッチングファクタの改善があり、これは後述の
実施例2で最高の結果を得たHNO3に対してはやや劣
るものの、これに続く好結果を与えるものであること、
得られるエッチングファクタは、電気量密度に対して
飽和すること、等がわかる。また、図3から溶解除去後
に新しく現れた表面は起伏に富んでいること、およびそ
の表面には後述の比較実施例で述べる。酸洗により新し
く現れた面に見られる白色の反応生成物が見られないこ
とがわかる。
From Table 2, if the area ratio of the plateau-shaped portion is set to 18% or less, an etching factor of 2.5 or more can be obtained, and the area ratio of the plateau-shaped portion surely decreases with an increase in the quantity of electricity. With TP1 and TP2 (thickness of oxide film measured by ESCA is larger than TP1), the area ratio of the plateau is 18% or less, that is, the electric energy density required to obtain an etching factor of 2.5 or more is considerably high. There is a big difference (the electricity density increases with the oxide film thickness),
0.2 with respect to the material in the process of electric charge density 0.15C / cm 2
There is an improvement in the etching factor of 0.4, which is slightly inferior to HNO 3 which gave the best result in Example 2 described later, but it gives the following good result.
It can be seen that the obtained etching factor saturates with respect to the electricity density. Further, the surface newly appeared after dissolution and removal from FIG. 3 is rich in undulations, and the surface will be described in a comparative example described later. It can be seen that the pickling does not show the white reaction product which can be seen on the surface newly appeared.

【0023】(実施例2)比較例として、各種の酸およ
びアルカリ等に浸漬して得た表面について、エッチング
ファクタを測定した(洗浄、乾燥、レジスト膜形成およ
びエッチングファクタの測定は実施例1と同様)。使用
した液は、各々濃度を0.1規定と2規定になるように水と
混合したものであり、この液に実施例1に示す2種の材
料を浸漬(温度 40℃、時間 30秒)した。その結果を表
3に示す。また、図4に表3のNo.11(TP1)で
得られた試料の表面の走査電子顕微鏡写真(倍率 10,00
0倍)を示す。表3から酸、アルカリ等への浸漬では、最
高のものでもエッチングファクタがHNO3の2.4であ
り、十分改善されないことがわかる。図4において、白
い斑点は酸洗時に生じた反応生成物であり、温流水と温
水中での超音波洗浄を併用しても該反応生成物は除去で
きていない。また、図4の表面は図3の本発明による処
理品の表面に比し滑らかである。この反応生成物が残存
すること、および滑らかであること等が、エッチングフ
ァクタが小さい原因をなしていると思われる。
(Example 2) As a comparative example, the etching factor was measured on the surface obtained by immersing in various acids and alkalis (cleaning, drying, resist film formation and measurement of the etching factor were performed as in Example 1). As well). The liquid used was mixed with water to have concentrations of 0.1 N and 2 N, and the two materials shown in Example 1 were immersed in this liquid (temperature: 40 ° C., time: 30 seconds). Table 3 shows the results. Further, in FIG. 11 (TP1) scanning electron micrograph of the sample surface (magnification 10,00
(0 times). It can be seen from Table 3 that the immersion in acid, alkali or the like has an etching factor of HNO 3 of 2.4 even at the highest level, and is not sufficiently improved. In FIG. 4, white spots are reaction products generated during pickling, and the reaction products could not be removed even by using hot water and ultrasonic cleaning in hot water together. The surface of FIG. 4 is smoother than the surface of the treated article according to the present invention of FIG. It is considered that the remaining reaction products, smoothness, etc. are responsible for the small etching factor.

【0024】[0024]

【表3】[Table 3]

【0025】[0025]

【発明の効果】以上に述べたように、本発明のFe−N
i系合金薄板は、アクリル樹脂系レジストを用いて測定
しても、2.5〜3.0程度の高いエッチングファクタを有す
るものであるから、近時益々要求される微細エッチング
加工が可能である。また、本発明のFe−Ni系合金薄
板の製造方法は、アクリル樹脂系レジストを用いて測定
しても、2.5以上の高エッチングファクタの材料を現実
に得る具体的方法であり、また、排水処理等の設備面で
も有利である。そして、両発明は益々高精度が要求され
る。リードフレームやシャドウマスク製造に大きく貢献
するものである。
As described above, the Fe--N of the present invention is used.
Since the i-based alloy thin plate has a high etching factor of about 2.5 to 3.0 even when measured using an acrylic resin-based resist, it is possible to perform fine etching processing which is required more and more in recent years. Further, the method for producing the Fe-Ni alloy thin plate of the present invention is a specific method for actually obtaining a material having a high etching factor of 2.5 or more, even when measured using an acrylic resin resist, and waste water treatment. It is also advantageous in terms of equipment. Further, both inventions are required to have higher precision. This greatly contributes to the production of lead frames and shadow masks.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】TP1の材料を0.15C/cm2の電気量密度で電解
表面層除去処理した本発明の薄板の表面の走査電子顕微
鏡写真である(台地状部面積率;56%、エッチングファク
タ;2.3)。
FIG. 1 is a scanning electron micrograph of the surface of a thin plate of the present invention obtained by subjecting the material of TP1 to an electrolytic surface layer removal treatment at an electric charge density of 0.15 C / cm 2 (plateau area ratio: 56%, etching factor; 2.3).

【図2】TP1の材料を0.3C/cm2の電気量密度で電解表
面層除去処理した本発明の薄板の表面の走査電子顕微鏡
写真である(台地状部面積率;9%、エッチングファクタ;
2.9)。
FIG. 2 is a scanning electron micrograph of the surface of the thin plate of the present invention in which the material of TP1 was subjected to electrolytic surface layer removal treatment at an electric charge density of 0.3 C / cm 2 (plateau area ratio: 9%, etching factor;
2.9).

【図3】TP1の材料を0.6C/cm2の電気量密度で電解表
面層除去処理した本発明の薄板の表面の走査電子顕微鏡
写真(台地状部面積率;6%、エッチングファクタ;3.0)で
ある。
FIG. 3 is a scanning electron micrograph of the surface of the thin plate of the present invention in which the material of TP1 is subjected to electrolytic surface layer removal treatment at an electric charge density of 0.6 C / cm 2 (plateau area ratio: 6%, etching factor: 3.0). Is.

【図4】TP1の材料をHNO3 2N水溶液で酸洗処理し
て得た比較例の薄板の表面の走査電子顕微鏡写真である
(エッチングファクタ;2.4)。
FIG. 4 is a scanning electron micrograph of the surface of a thin plate of a comparative example obtained by pickling the material of TP1 with an aqueous HNO 3 2N solution.
(Etching factor; 2.4).

【図5】エッチング加工した後の材料の断面図とエッチ
ングファクタの測定法を説明する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a cross-sectional view of a material after etching processing and a method for measuring an etching factor.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01J 29/07 H01J 29/07 Z H01L 23/48 H01L 23/48 V ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical indication H01J 29/07 H01J 29/07 Z H01L 23/48 H01L 23/48 V

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 重量%でNi 30〜55%を含有するFe−
Ni系合金の薄板であり、塩化第二鉄水溶液によりスプ
レーエッチングした時(濃度:47ボーメ、温度:60℃、処
理時間:6分間、レジスト 孔直径:0.2mm)のエッチングフ
ァクタが2.5以上であることを特徴とするFe−Ni系
合金薄板。
1. Fe-containing 30-55% Ni by weight.
It is a thin plate of Ni-based alloy and has an etching factor of 2.5 or more when spray-etched with an aqueous ferric chloride solution (concentration: 47 Baume, temperature: 60 ° C, processing time: 6 minutes, resist hole diameter: 0.2 mm). An Fe-Ni alloy thin plate characterized by the above.
【請求項2】 電解法により表面層を除去処理した材料
であって、その表面が走査電子顕微鏡写真(倍率 10,00
0倍)上で、表面変質層の残存である台地状部分(周囲よ
り高く頂面が略扁平な部分)が面積率で18%以下である請
求項1のFe−Ni系合金薄板。
2. A material having a surface layer removed by an electrolysis method, the surface of which is a scanning electron micrograph (magnification: 10,00).
The Fe-Ni alloy thin plate according to claim 1, wherein the plateau-like portion (the portion higher than the surrounding and having a substantially flat top surface) where the surface-altered layer remains is 18% or less in area ratio.
【請求項3】 重量%でNi 30〜55%を含有するFe−
Ni系合金の薄板の表面層を、0.15C/cm2以上の電気量
密度で電解法により除去することを特徴とするFe−N
i系合金薄板の製造方法。
3. Fe-containing 30-55% Ni by weight.
Fe-N, characterized in that the surface layer of a thin plate of a Ni-based alloy is removed by an electrolysis method at a quantity density of 0.15 C / cm 2 or more.
i-type alloy sheet manufacturing method.
【請求項4】 使用する電解液は、20℃でのpHが1.0〜
4.0である硫酸ナトリウムと硫酸の混合水溶液である請
求項3のFe−Ni系合金薄板の製造方法。
4. The electrolyte used has a pH of 1.0 to 20 ° C.
4. The method for producing a Fe—Ni alloy thin plate according to claim 3, which is a mixed aqueous solution of sodium sulfate and sulfuric acid of 4.0.
【請求項5】 処理は、帯状被処理材をその長手方向に
走行させつつ連続的に処理するものである請求項3また
は4のFe−Ni系合金薄板の製造方法。
5. The method for producing an Fe—Ni-based alloy thin plate according to claim 3, wherein the treatment is a treatment in which a strip-shaped material to be treated is continuously processed while running in the longitudinal direction thereof.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8759183B2 (en) 2012-01-03 2014-06-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods of forming semiconductor devices using electrolyzed sulfuric acid (ESA)

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