JPH09262603A - Metallic sheet for shadow mask and its manufacture - Google Patents

Metallic sheet for shadow mask and its manufacture

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JPH09262603A
JPH09262603A JP7492296A JP7492296A JPH09262603A JP H09262603 A JPH09262603 A JP H09262603A JP 7492296 A JP7492296 A JP 7492296A JP 7492296 A JP7492296 A JP 7492296A JP H09262603 A JPH09262603 A JP H09262603A
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JP
Japan
Prior art keywords
metal plate
less
shadow mask
roughness
rsk
Prior art date
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Pending
Application number
JP7492296A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeya Toge
竹弥 峠
Yoshihito Fujiwara
最仁 藤原
Tsutomu Omori
勉 大森
Tatsuya Ito
辰哉 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Yakin Kogyo Co Ltd filed Critical Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Priority to JP7492296A priority Critical patent/JPH09262603A/en
Publication of JPH09262603A publication Critical patent/JPH09262603A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the grade of a color display tube and to reduce the manufacturing cost by adopting the metallic sheet for shadow masks whose surface roughness is 0.2-1.5μm Ra, 0.5-2.0 Rsk, 50-200μm Sm. SOLUTION: With working rolls having the roughness which satisfies the undermentioned conditions, i.e. Ra is 0.5-2.0μm, Rsk is 0-(-2.0), Sm is 50-200μm in the surface, the finish rolling is executed at the draft of >=5% per pass one or more times and the surface roughness of the metallic sheet for shadow mask which satisfies Ra of 0.2-1.5μm, Rsk of 0.5-2.0 and Sm of 50-200μm is manufactured. When the finish rolling for raggedness of this base stock 1 for shadow mask is executed with the working rolls, air between the base stock 1 for shadow mask and a pattern 3 is sucked, so both are in close contact. In this way, the reflected light at the time of exposure becomes uniform, the accuracy of pattern is improved and the manufacturing cost is reduced.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、カラーテレビ用ブ
ラウン管などとして使用されるシャドウマスクのための
金属板とその製造方法に関し、特に表面の平均粗さが単
に小さいだけでなく緻密な表面組織を有する高品位なシ
ャドウマスク用Fe-Ni 合金薄板を製造する技術に関する
ものである。とくに本発明は、エッチング穿孔性に優れ
る、穿孔後のエッチングフラットマスクにおける透過光
量の不均一がなく、且つディスプレー受像管に組み込ん
だときの画像ムラ(モトリング)が非常に少ないシャド
ウマスク用Fe−Ni合金薄板を提案する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a metal plate for a shadow mask used as a cathode ray tube for a color television and the like, and a method for manufacturing the same, and more particularly to a metal plate having not only a small average surface roughness but also a dense surface structure. The present invention relates to a technology for producing a high-quality thin Fe-Ni alloy sheet for shadow masks. In particular, the present invention is a Fe-Ni for a shadow mask which is excellent in etching piercing property, has no unevenness in the amount of transmitted light in an etching flat mask after piercing, and has very little image unevenness (mottling) when incorporated in a display picture tube. We propose alloy sheet.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、テレビのディスプレー受像管など
は高品位化が進み、色ずれ防止に対する要求が高まって
きた。この要求に応えるために最近では、低熱膨張Fe−
Ni合金薄板が注目されている。通常、このFe−Ni合金薄
板というのは、熱延鋼板を、連続焼鈍炉やバッチ焼鈍炉
により適切な歪とり焼鈍を施し、その後、必要に応じて
疵とりを実施してから仕上げの冷間圧延および調質圧延
(ダル圧延を含む)を行うという工程を経て製造されて
いる。このようにして製造されたシャドウマスク用Fe−
Ni合金薄板は、前記調質圧延を施した後の板表面の粗さ
の制御が重要である。その理由は、後述するように、板
表面の粗さの如何が、カラーディスプレー管の品質特性
を決定することになるからである。
2. Description of the Related Art In recent years, the quality of display picture tubes for televisions has been improved and the demand for preventing color shift has increased. Recently, to meet this demand, low thermal expansion Fe-
Ni alloy thin plates are drawing attention. Usually, this Fe-Ni alloy thin plate is a hot-rolled steel sheet that is subjected to appropriate strain relief annealing in a continuous annealing furnace or a batch annealing furnace, and after that, if necessary, it is subjected to flaw removal and then cold finishing. It is manufactured through the steps of rolling and temper rolling (including dull rolling). Fe-for shadow mask manufactured in this way
For the Ni alloy thin plate, it is important to control the roughness of the plate surface after the temper rolling. The reason is that the roughness of the plate surface determines the quality characteristics of the color display tube, as will be described later.

【0003】一般に、金属板等の表面粗さ表示について
は、 Ra, RzあるいはRmax等の粗さパラメータに代表され
る粗さの大きさと、 Sm, Rsk, Rθa 等に代表される凹凸 (山谷) の断面
形状、 とがあり、いずれも粗さ表示としての代表的なインデッ
クスである。
Generally, regarding the surface roughness display of a metal plate or the like, the size of the roughness represented by the roughness parameter such as Ra, Rz or Rmax and the unevenness (mountain valley) represented by the Sm, Rsk, Rθa or the like. The cross-sectional shapes of, and are all representative indexes for roughness display.

【0004】かかる金属板の表面粗さは、シャドウマス
ク材製造工程において、フォトエッチング時におけるパ
ターニングの均一性、エッチング穿孔時における開孔形
状の均一性、を大きく左右する特性であって、最終的に
は、カラーディスプレー管における像の鮮映度やモトリ
ングと称されるムラの品位を決定する重要な因子とな
る。
The surface roughness of such a metal plate is a characteristic that greatly affects the uniformity of patterning during photoetching and the uniformity of the opening shape during etching perforation in the shadow mask material manufacturing process. In addition, it is an important factor that determines the clarity of an image on a color display tube and the quality of unevenness called mottling.

【0005】従来、かかるシャドウマスクは、次のよう
な工程を経て製造される。まず、素材である金属板 (Fe
−Ni金属板) を、脱脂等の前処理をした後にその両面に
レジストを塗布し、その上にパターンを乗せる。このと
き、パターンと素材との密着性を良くするために、真空
引きを行う。ついで、金属板とパターンとの密着が得ら
れたら、両面より超高圧水銀灯にて露光を行い、パター
ンを金属板表面のレジスト上に焼き付ける。その後、現
像し、さらに水洗工程を経てフォトレジストの未露光部
を除去し、露光部分を硬膜処理、焼き付け処理により安
定化させて耐酸性皮膜を得る。その後、エッチング工程
に送り、塩化第二鉄溶液にて前記未露光部を穿孔してフ
ラットマスクを得る。このフラットマスクはさらに、ブ
ラウン管に対応する球面形状とするためにプレス加工を
行う必要があるので、その前にHXガス雰囲気中で焼鈍
を行う。得られた焼鈍材は、ストレッチャーストレイン
防止のためレベラーを通過させてから( Fe-Ni 合金薄板
の場合はそのまま) プレス成形を行い、球面または非球
面とする。そして最後に、局部的な熱のこもりによるド
ーミングを防止しかつ電子ビームの散乱を防止するた
め、CO/CO2 雰囲気中で表面に酸化膜をつける黒化
処理を行いシャドウマスクとする。
Conventionally, such a shadow mask is manufactured through the following steps. First, the metal plate (Fe
-Ni metal plate) is pretreated by degreasing, etc., and then coated with resist on both sides, and the pattern is placed on it. At this time, vacuuming is performed in order to improve the adhesion between the pattern and the material. Then, when the contact between the metal plate and the pattern is obtained, exposure is performed from both sides with an ultra-high pressure mercury lamp to print the pattern on the resist on the surface of the metal plate. After that, development is performed, and a non-exposed portion of the photoresist is removed through a water washing step, and the exposed portion is stabilized by a film hardening process and a baking process to obtain an acid resistant film. Then, it is sent to an etching step, and the unexposed portion is perforated with a ferric chloride solution to obtain a flat mask. Further, since this flat mask needs to be pressed to have a spherical shape corresponding to a cathode ray tube, it is annealed in an HX gas atmosphere before that. The obtained annealed material is passed through a leveler to prevent stretcher strain, and then press-formed (in the case of Fe-Ni alloy thin plate as it is), to obtain a spherical surface or an aspherical surface. Then, finally, in order to prevent doming due to localized heat buildup and to prevent electron beam scattering, a shadow mask is formed by performing a blackening treatment in which an oxide film is attached to the surface in a CO / CO 2 atmosphere.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図1は、シャドウマス
ク製造時のフォトエッチング工程についての模式図であ
り、シャドウマスク用素材1とパターン3の密着過程を
表したものである。なお、シャドウマスク用素材1とパ
ターン3の間には、シャドウマスク素材の凹凸を持った
レジスト膜2が存在する。この図に明らかなように、真
空ポンプによりシャドウマスク用素材1とパターン3と
の間にある空気を吸引排気することによりこの両者を密
着させる。このとき、両者の間に残存している空気は速
やかにかつ均一に、滞留させることなく排気することが
望ましい。ところが、従来のシャドウマスク用素材は表
面粗さが府適当なために空気の滞留による不均一な密着
が生じ、露光時にパターニングが忠実に行われないとい
った問題点があった。
FIG. 1 is a schematic view of a photo-etching step in manufacturing a shadow mask, and shows a process of adhering a shadow mask material 1 and a pattern 3 to each other. Between the shadow mask material 1 and the pattern 3, there is a resist film 2 having irregularities of the shadow mask material. As is clear from this figure, air between the shadow mask material 1 and the pattern 3 is sucked and exhausted by the vacuum pump to bring them into close contact with each other. At this time, it is desirable that the air remaining between the two is quickly and uniformly exhausted without staying. However, the conventional shadow mask material has a problem that since the surface roughness is appropriate, nonuniform adhesion occurs due to the retention of air, and patterning is not performed faithfully during exposure.

【0007】図2は、シャドウマスク用素材1の露光時
の模様を示す図である。一般に、パターン3を通過して
くる光線の中には、レジスト2に吸収されるものと素材
表面で反射して再びレジスト2中に吸収されるものとの
2種類がある。後者(反射吸収)は、素材表面の粗さに
強く影響され、この粗さの程度またはパターンが適切で
ないと散乱光となり、パターンの輪郭形状を乱して孔形
状をぎざぎざにしたり、パターン孔の真円度を悪くした
りする。この点、従来のシャドウマスク用素材は、多く
の場合、表面粗さが不適当なために、散乱光が発生しや
すく孔形状が不均一になりやすいという傾向があった。
FIG. 2 is a diagram showing a pattern of the shadow mask material 1 during exposure. Generally, there are two types of light rays passing through the pattern 3, one of which is absorbed by the resist 2 and the other of which is reflected by the surface of the material and absorbed again in the resist 2. The latter (reflection absorption) is strongly influenced by the roughness of the material surface, and if the degree of this roughness or the pattern is not appropriate, it becomes scattered light, disturbing the contour shape of the pattern and making the hole shape jagged, or the pattern hole It may worsen the roundness. On the other hand, in many cases, conventional shadow mask materials tend to generate scattered light and have uneven hole shapes because the surface roughness is inadequate in many cases.

【0008】本発明の目的は、好適な表面粗さを有する
シャドウマスク用素材を提供することによって、パター
ン精度を上げ、カラーディスプレー管の高品位化を実現
することにある。本発明の他の目的は、かかるシャドウ
マスク用金属板を有利に製造するための技術を提案する
ことにある。
An object of the present invention is to provide a material for a shadow mask having a suitable surface roughness, thereby improving the pattern accuracy and realizing a high quality color display tube. Another object of the present invention is to propose a technique for advantageously manufacturing such a metal plate for a shadow mask.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】さて、発明者らは、従来
技術が抱えている上述した問題点の解決のために、素材
(シャドウマスク用金属板) 粗さについて鋭意研究を行
った。その結果、金属板表面性状 (粗さ) について、中
心線平均粗さ(Ra), 相対性(Rsk) および平均山間隔(S
m)の3つの粗さ表示で示される表面粗さが好適であれ
ばよいという結論を得た。即ち、このような粗さ表示で
決まる好適な金属板表面形状 (粗さ) にすると、第1
に、真空引き時における排気性能を高めることができ、
ひいては素材とレジストの密着性能を高め、それによっ
て露光時の反射光が均一になってパターン精度が上が
り、エッチング穿孔の輪郭形状を鮮明なものにするのに
有効である。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the inventors
(Metal plate for shadow mask) We have conducted an earnest research on roughness. As a result, regarding the surface properties (roughness) of the metal plate, the center line average roughness (Ra), the relativity (Rsk) and the average mountain interval (S
It was concluded that the surface roughness indicated by the three roughness indications in m) should be suitable. In other words, if a suitable metal plate surface shape (roughness) determined by such roughness display is used,
In addition, it is possible to improve the exhaust performance during evacuation,
As a result, the adhesion between the material and the resist is enhanced, and thereby the reflected light at the time of exposure becomes uniform, the pattern accuracy is improved, and the contour shape of the etching perforation is effective.

【0010】そして、このような表面性状とする方法と
して本発明は、始めに、所定のグラインダー研磨を行っ
た加工ロールにてロール転動処理を行い、次いで所定の
仕上げ圧延を行うようにすれば、上記の望ましい表面粗
さをもつシャドウマスク用金属板が得られることを知見
した。
According to the present invention, as a method for providing such surface texture, first, a roll rolling process is performed by a processing roll that has been subjected to a predetermined grinder polishing, and then a predetermined finish rolling is performed. Have found that a metal plate for a shadow mask having the above desired surface roughness can be obtained.

【0011】即ち、本発明は、 (1) 表面粗度が、下記の条件; Ra :0.2 〜1.5 μm Rsk:0.5 〜2.0 Sm :50〜200 μm を満足する金属板であることを特徴とするシャドウマス
ク用金属板。なお、本発明において上記金属板は、C:
0.02wt%以下,Mn:0.5 wt%以下,Si:0.2 wt%以下,
Cr:0.5 wt%以下,Ni:30〜45wt%,P:0.01wt%以
下,S:0.01wt%以下,Al:0.1 wt%以下、残部Feおよ
び不可避的不純物からなる組成を有するものが好まし
い。
That is, the present invention is characterized in that (1) the surface roughness is a metal plate satisfying the following conditions; Ra: 0.2 to 1.5 μm Rsk: 0.5 to 2.0 Sm: 50 to 200 μm. Metal plate for shadow mask. In the present invention, the metal plate is C:
0.02 wt% or less, Mn: 0.5 wt% or less, Si: 0.2 wt% or less,
Cr: 0.5 wt% or less, Ni: 30 to 45 wt%, P: 0.01 wt% or less, S: 0.01 wt% or less, Al: 0.1 wt% or less, and a composition having the balance Fe and unavoidable impurities is preferable.

【0012】(2) また、本発明は、金属板を、表面が下
記の条件; Ra :0.5 〜2.0 μm Rsk:0 〜−2.0 Sm :50〜200 μm を満足する粗さを有する加工用ロールを用い、1パスあ
たり5%以上の圧下率にて少なくとも1回以上、仕上圧
延することにより、表面粗度が、Ra:0.2 〜1.5μm ,R
sk :0.5 〜2.0 およびSm:50〜200 μm を満足する凹
凸表面を有する金属板を製造することを特徴とするシャ
ドウマスク用金属板の製造方法、および仕上げ冷間圧延
工程において、金属板を、Ra:1.0 〜3.0 μm、Rt:6
〜30μmの表面粗度を有するグラインダー研磨を施した
ロールを、1000〜10000 回のロール転動処理を行い、得
られた表面が、Ra:0.5 〜2.0 μm ,Rsk :0 〜−2.0
,Sm:50〜200 μm で表面硬さHvが 800以上のワーク
ロールを用いて、少なくとも1パスあたり5〜20%の圧
下率にて仕上げ圧延を施すことにより、表面粗度が、R
a:0.2 〜1.5 μm ,Rsk :0.5 〜2.0 およびSm:50〜2
00 μm を満足するシャドウマスク用金属板の製造方法
である。
(2) According to the present invention, the metal plate is a processing roll whose surface has a roughness satisfying the following conditions; Ra: 0.5 to 2.0 μm Rsk: 0 to −2.0 Sm: 50 to 200 μm. The surface roughness is Ra: 0.2 to 1.5 μm, R by finish rolling at least once at a rolling reduction of 5% or more per pass.
sk: 0.5 to 2.0 and Sm: 50 to 200 μm, a method for producing a metal plate for a shadow mask, which is characterized by producing a metal plate having an uneven surface, and a finish cold rolling step. Ra: 1.0-3.0 μm, Rt: 6
Rolls that have been grinder polished with a surface roughness of ~ 30μm are subjected to roll rolling treatment from 1000 to 10000 times, and the surface obtained is Ra: 0.5 ~ 2.0 μm, Rsk: 0 ~ -2.0.
, Sm: 50-200 μm, surface hardness Hv is 800 or more, and finish rolling is performed at a reduction rate of at least 5 to 20% per pass.
a: 0.2 to 1.5 μm, Rsk: 0.5 to 2.0 and Sm: 50 to 2
This is a method of manufacturing a metal plate for a shadow mask that satisfies 00 μm.

【0013】なお、本発明においては、上記金属板の例
として、C:0.02wt%以下,Mn:0.5 wt%以下,Si:0.
2 wt%以下,Cr:0.5 wt%以下,Ni:30〜45wt%,P:
0.01wt%以下,S:0.01wt%以下,Al:0.1 wt%以下、
残部Feおよび不可避的不純物からなる組成を有する金属
板を用いることが好ましい。
In the present invention, as an example of the metal plate, C: 0.02 wt% or less, Mn: 0.5 wt% or less, Si: 0.
2 wt% or less, Cr: 0.5 wt% or less, Ni: 30 to 45 wt%, P:
0.01 wt% or less, S: 0.01 wt% or less, Al: 0.1 wt% or less,
It is preferable to use a metal plate having a composition consisting of the balance Fe and unavoidable impurities.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】シャドウマスク用金属板の表面を
調整する方法としては、従来、金属圧延板の表面を、
ショットブラスト、液体ホーニング等によって加工
し、ついで比較的低圧下圧延をすることで処理してい
た。ところが、上記ショットブラストでは、スチール
グリットの投射エネルギーのバラツクことにより粗さの
不均一、とりわけ局部的にうねりが生じ、エッチング後
の孔形状は真円度が悪くなるといった問題があった。ま
た、圧延の際、微小なうねりにより、ロールと金属板と
の間の摩擦力に変動が生じ、その結果としてこの金属板
表面に縞状の光沢ムラが発生するという問題があった。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION As a method for adjusting the surface of a metal plate for a shadow mask, conventionally, the surface of a rolled metal plate is
Processing was performed by shot blasting, liquid honing, etc., and then rolling was performed under relatively low pressure. However, in the above shot blasting, there is a problem that unevenness of roughness is caused due to variations in the projection energy of the steel grit, especially waviness locally occurs, and the roundness of the hole shape after etching becomes poor. Further, during rolling, a slight waviness causes a change in the frictional force between the roll and the metal plate, and as a result, striped gloss unevenness occurs on the surface of the metal plate.

【0015】一方、液体ホーニングでは、上述のよう
なうねりは発生しないが、粗さの急峻度が高いためにパ
ターン露光時に散乱光が多くなり、輪郭形状がぎざぎざ
になり、ムラ品位が悪化するという問題があった。
On the other hand, in liquid honing, the above-mentioned waviness does not occur, but since the steepness of roughness is high, scattered light increases during pattern exposure, the contour shape becomes jagged, and uneven quality deteriorates. There was a problem.

【0016】また、従来技術の下で使う加工用ロール
は、表面を単に機械的に荒らして凹凸をつけただけのも
のであり、金属板表面との摩擦係数が大きく圧延条件の
制約が多いという問題の他、ロール表面の磨耗が激し
く、圧延初期と後期で表面粗さが異なるため、ロールの
交換頻度が高くなるといった実操業上の問題もあった。
Further, the processing rolls used under the prior art are those in which the surface is merely mechanically roughened to form irregularities, and the coefficient of friction with the surface of the metal plate is large and there are many restrictions on rolling conditions. In addition to the problem, the roll surface is heavily worn and the surface roughness is different between the early rolling and the latter rolling.

【0017】本発明の特徴は、金属板 (素材) の表面
を、シャドウマスク用材料として適切な表面粗さにする
ことにある。このことによって、フォトエッチング工程
での真空引き時における排気性能を高めることができる
し、露光時の反射光をパターニングに適した均一なもの
にでき、ひいてはエッチング穿孔時の輪郭形状を鮮明な
ものにすることができ、ひいてはカラーディスプレー管
の品質ムラ(モトリング)を向上させる。
A feature of the present invention is that the surface of the metal plate (material) has a surface roughness suitable as a material for a shadow mask. As a result, it is possible to improve the exhaust performance during evacuation in the photoetching process, to make the reflected light during exposure uniform for patterning, and to make the contour shape clear during etching perforation. It is possible to improve the quality unevenness (mottling) of the color display tube.

【0018】また、本発明の他の特徴は、ロール表面を
所定のグラインダー研磨加工を行った後にロール転動処
理することにより、その表面に加工硬化層を設けて磨耗
特性を向上させるようにしたことにある。
Another feature of the present invention is that the roll surface is subjected to a predetermined grinder polishing process and then roll-rolled to provide a work-hardened layer on the surface to improve wear characteristics. Especially.

【0019】所定の表面形状 (粗さ) にするため本発明
では、冷間圧延工程における処理として、まず初めに、
グラインダー研磨を施したRa (中心線平均粗さ) :1.0
〜3.0 μm ,Rt (最大高さ) :6〜30μm の表面粗さを
有するロールにて、1000〜10000 回のロール転動処理を
施し、このロール転動処理後のロールの表面粗さが、R
a:0.5 〜2.0 μm ,Rsk(相対値) :0 〜−2.0 ,Sm
(平均山間隔) :50〜200μm 、表面硬度Hvが800 以上
であるワークロールにて、圧下率5%以上、好ましくは
5 〜20%の仕上げ冷間圧延を行うことにより、表面粗さ
がRa:0.2 〜1.5μm, Rsk:0.5 〜2.0, Sm:50〜200
μm となるシャドウマスク用金属板を製造することがで
きる。
In the present invention, in order to obtain a predetermined surface shape (roughness), first, as a treatment in the cold rolling step,
Ra (centerline average roughness) after grinder polishing: 1.0
~ 3.0 μm, Rt (maximum height): Roll having a surface roughness of 6 to 30 μm was subjected to roll rolling treatment 1000 to 10000 times, and the surface roughness of the roll after this roll rolling treatment was R
a: 0.5 to 2.0 μm, Rsk (relative value): 0 to −2.0, Sm
(Average mountain interval): 50 to 200 μm, work roll having a surface hardness Hv of 800 or more, a rolling reduction of 5% or more, preferably
By finishing cold rolling of 5 to 20%, the surface roughness Ra: 0.2 to 1.5 μm, Rsk: 0.5 to 2.0, Sm: 50 to 200
It is possible to manufacture a metal plate for a shadow mask having a thickness of μm.

【0020】本発明において、上記転動ロールによる転
動処理とは、圧延機にてロール同士を接触圧力5〜20kg
f/mm2 で互いに接触させて回転させることであって、こ
の転動処理に用いる加工ロールのロール表面をRa:1.0
〜3.0 μm, Rt :6〜30μmに限定した理由は、Raが1.0
以下では転動後に十分な粗さが得られず、また 3.0μm
以上では粗さが大きすぎて、金属板に転写したときに
目標値を超えてしまう。Rtも同様の理由であるが、とく
にこの値が大きくなると場所によるバラツキが大きくな
るので、30μm を上限とした。
In the present invention, the rolling treatment by the rolling rolls means that the rolling rolls are brought into contact with each other at a contact pressure of 5 to 20 kg.
the method comprising rotating in contact with each other at f / mm 2, the roll surface of a work roll used in the rolling process Ra: 1.0
~ 3.0 μm, Rt: The reason for limiting to 6 ~ 30 μm is that Ra is 1.0
Below, sufficient roughness cannot be obtained after rolling, and 3.0 μm
In the above case, the roughness is too large and exceeds the target value when transferred to a metal plate. The reason for Rt is also the same, but since the variation due to location becomes large when this value becomes large, the upper limit was set to 30 μm.

【0021】また、本発明において、仕上げ冷間圧延に
おいて、表面粗さが、Ra:0.5 〜2.0 μm 、Rsk :0 〜
−2.0 、Sm:50〜200 μm のワークロールを用いる理由
は、仕上げ圧延時の金属板への転写率がRaに換算して50
〜70%となり、また下に凸のプロファイル (Rsk 負) と
することにより、転写される金属板は上に凸の良好なプ
ロファイルが得られることによる。
In the present invention, in finish cold rolling, the surface roughness is Ra: 0.5 to 2.0 μm, Rsk: 0 to.
The reason for using a work roll of −2.0, Sm: 50 to 200 μm is that the transfer rate to the metal plate during finish rolling is 50 when converted to Ra.
It is up to 70%, and by making the profile convex downward (Rsk negative), the transferred metal plate has a good profile convex upward.

【0022】なお、本発明において使用する素材は、
C:0.02wt%以下,Mn:0.5 wt%以下,Si:0.2 wt%以
下,Cr:0.5 wt%以下,Ni:30〜45wt%,P:0.01wt%
以下,S:0.01wt%以下,Al:0.1 wt%以下、残部Feお
よび不可避的不純物wt%、残部実質的にFeからなるFe−
Ni合金を用いることが望ましい。もちろん、低炭素アル
ミキルド鋼を使用することも可能である。
The materials used in the present invention are
C: 0.02 wt% or less, Mn: 0.5 wt% or less, Si: 0.2 wt% or less, Cr: 0.5 wt% or less, Ni: 30 to 45 wt%, P: 0.01 wt%
Below, S: 0.01 wt% or less, Al: 0.1 wt% or less, balance Fe and unavoidable impurities wt%, balance Fe consisting essentially of Fe-
It is desirable to use a Ni alloy. Of course, it is also possible to use low carbon aluminum killed steel.

【0023】以下に、本発明にかかる素材,即ちシャド
ウマスク用金属板の表面性状を上記のように限定した理
由を述べる。製品の表面粗さにおいてRaは、粗さの平均
的な大きさを表すパラメータであり、この値が大きすぎ
ると露光時の散乱が強くなるとともにエッチング時に穿
孔開始時間の差が生じ孔の形状が悪くなる。逆に、小さ
すぎる場合は、真空引きの排気十分になされずパターン
と素材との密着不良をひきおこす。これらの要求を満足
する粗さとして、発明者らは、中心線平均粗さRaが 0.2
〜1.5 μm の範囲内にすることが必要であることを知見
した。より好ましくは 0.4〜1.0 μm の範囲とする。
The reason why the surface texture of the material according to the present invention, that is, the metal plate for the shadow mask, is limited as described above will be described below. Ra in the surface roughness of the product is a parameter that represents the average size of the roughness, and if this value is too large, the scattering at the time of exposure becomes strong and the difference in the starting time of the holes during etching causes the shape of the holes. Deteriorate. On the other hand, if it is too small, the vacuum evacuation is not sufficiently performed, resulting in poor adhesion between the pattern and the material. As a roughness that satisfies these requirements, the inventors have found that the centerline average roughness Ra is 0.2
It was found that it is necessary to set the thickness within the range of ~ 1.5 μm. The range is more preferably 0.4 to 1.0 μm.

【0024】また、表面粗さの相対性を示すRsk は、パ
ターンが凸か凹かを端的に示すパラメーターであり、振
幅分布曲線(ADF)分布の中心線に対する対称性を下
記式に準じて数値で表したものである。 Rsk=1/σ3 ∫Z3 P(z)dz ここで、σは自乗平均値 ∫Z3 P(z)dz は振幅分布曲線の3次モーメントを示す このRsk の値が負で大きくなると、露光時の散乱が強く
なり、孔の形状が悪くなる。逆に、正で大きすぎる場合
は、真空引きの排気が十分になされずパターンと素材と
の密着不良をひきおこす。発明者らの研究によると、こ
の粗さ表示Rsk値については 0.5〜2.0 の範囲が望まし
いことがわかった。より好ましくは 0.5〜1.0 の範囲と
する。
Rsk, which indicates the relativity of the surface roughness, is a parameter that directly indicates whether the pattern is convex or concave, and the symmetry of the amplitude distribution curve (ADF) distribution with respect to the center line is calculated according to the following equation. It is represented by. Rsk = 1 / σ 3 ∫Z 3 P (z) dz where σ is the mean square ∫Z 3 P (z) dz indicates the third moment of the amplitude distribution curve. When the value of Rsk becomes negative and increases, The scattering at the time of exposure becomes strong and the shape of the holes becomes poor. On the other hand, if the value is positive and too large, the evacuation of the vacuum is not sufficiently performed, resulting in poor adhesion between the pattern and the material. According to the research conducted by the inventors, it has been found that a range of 0.5 to 2.0 is desirable for the Rsk value indicating the roughness. More preferably, the range is 0.5 to 1.0.

【0025】さらに、平均山間隔を示す粗さSmは、粗さ
の山谷のピッチの大きさを表しており、これが大きすぎ
ると部分的に真空引き不良が生じ、小さすぎると露光時
に散乱が強くなり孔形状の不良をきたす。本発明では、
この粗さ表示Sm値については、50〜200 μm の範囲が望
ましいことがわかった。より好ましくは70〜120 μmの
範囲とする。
Further, the roughness Sm, which indicates the average crest interval, represents the size of the pitch of the crests and valleys of the roughness. If it is too large, partial vacuuming failure occurs, and if it is too small, scattering during exposure is strong. This results in a defective hole shape. In the present invention,
It was found that the roughness display Sm value is preferably in the range of 50 to 200 μm. The range is more preferably 70 to 120 μm.

【0026】[0026]

【実施例】この実施例は、 本発明製造方法の場合、素材として真空脱ガス精錬
の後、熱間鍛造を行ったFe−Ni合金を用い、そのスラブ
を熱間圧延し、引き続く冷間圧延工程の処理として、第
1回の冷間圧延を行い、焼鈍,酸洗工程を経た後、第2
回の冷間圧延および光輝焼鈍を経て板厚0.150 mmの薄板
を得る。更にこの薄板を仕上げ冷間圧延としての転動処
理ロールを用いて、冷間圧延率10〜15%の範囲で2パス
圧延を実施した。 従来製造方法:素材として真空脱ガス精錬の後、熱
間鍛造を行ったFe−Ni合金を用い、そのスラブを熱間圧
延し、引き続く冷間圧延の処理として、第1回の冷間圧
延を行い、焼鈍,酸洗工程を経た後、第2回の冷間圧延
および光輝焼鈍を経て板厚0.135 mmの薄板を得る。この
薄板の仕上げ冷間圧延として液体ホーニングを実施した
ワークロールを用いて冷間圧延率25〜30%にて3パス圧
延を実施した。
Example In this example, in the case of the production method of the present invention, a hot forged Fe-Ni alloy was used as a raw material after vacuum degassing refining, the slab was hot-rolled, and subsequently cold-rolled. As the process treatment, the first cold rolling is performed, and after the annealing and pickling processes, the second cold rolling is performed.
A thin plate with a thickness of 0.150 mm is obtained through a series of cold rolling and bright annealing. Further, this thin plate was subjected to two-pass rolling at a cold rolling ratio of 10 to 15% by using a rolling treatment roll as finish cold rolling. Conventional manufacturing method: Hot-forged Fe-Ni alloy after vacuum degassing refining is used as a raw material, the slab is hot-rolled, and the first cold-rolling is performed as the subsequent cold-rolling treatment. After performing the annealing and pickling steps, the second cold rolling and bright annealing are performed to obtain a thin plate having a thickness of 0.135 mm. Three-pass rolling was performed at a cold rolling rate of 25 to 30% using a work roll subjected to liquid honing as finish cold rolling of this thin plate.

【0027】表1に、本発明により製造して得られた合
金薄板と、従来の方法で製造した合金薄板のエッチング
特性を比較した。これより、従来法では本発明の表面粗
さを実現することは困難であり、あるパラメータを満足
していても他のパラメータは満足できないことがわか
る。このことから本発明にかかる薄板のエッチング特性
として、開孔部の形状が明瞭であり、真円度が高くディ
スプレー管におけるムラ品位(モトリング)が良好とな
っている。
Table 1 compares the etching characteristics of the alloy sheet produced by the present invention and the alloy sheet produced by the conventional method. From this, it is understood that it is difficult to realize the surface roughness of the present invention by the conventional method, and even if one parameter is satisfied, the other parameters cannot be satisfied. From this, as the etching characteristics of the thin plate according to the present invention, the shape of the opening is clear, the roundness is high, and the unevenness (mottling) in the display tube is good.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】図3は、従来法(液体ホーニングロール)
および本発明法でそれぞれ製造したシャドウマスクの孔
径分布を示す。これは画像解析法によりフラットマスク
のエッチング透過孔の面積を測定し、これにより50の
孔について平均孔径をヒストグラム化したものでる。本
発明によるものが標準偏差で比較して約20%良好であ
る。
FIG. 3 shows a conventional method (liquid honing roll).
And the hole diameter distribution of the shadow masks produced by the method of the present invention. This is obtained by measuring the area of the etching through holes of the flat mask by an image analysis method, and by making a histogram of the average hole diameters of 50 holes by this. According to the present invention, the standard deviation is about 20% better than the standard deviation.

【0030】図4は、ショットロールの粗さ断面プロフ
ィールを、図5は、液体ホーニングロールの粗さ断面プ
ロフィールを、図6は、本発明に従うロールの粗さ断面
プロフィールを、それぞれ示す。上記ショットロールで
は、断面曲線にうねりが認められ、また液体ホーニング
ロールではうねりはないが粗さの急峻度が大きく露光時
に散乱光の発生が懸念される。これに対し、本発明に従
うロールでは、うねりも認められず、また全体的な急峻
度も小さく、さらに素材表面に転写した場合、凸型プロ
ファイルのため真空引き時の排気通路が確保されている
ことがわかる。なお、本発明におけるロール表面粗さ
は、製品表面での粗さを規定するものであるが、本発明
の条件では素材に対するロール粗さの転写率を50%程
度としてある。
FIG. 4 shows the roughness profile of the shot roll, FIG. 5 the roughness profile of the liquid honing roll, and FIG. 6 the roughness profile of the roll according to the invention. In the shot roll, waviness is observed in the cross-section curve, and in the liquid honing roll, there is no waviness, but the steepness of the roughness is large, and there is a concern that scattered light will be generated during exposure. On the other hand, in the roll according to the present invention, no waviness is observed, the overall steepness is small, and when it is transferred to the material surface, an exhaust passage during vacuuming is secured due to the convex profile. I understand. The roll surface roughness in the present invention defines the roughness on the surface of the product, but under the conditions of the present invention, the transfer rate of the roll roughness to the material is about 50%.

【0031】図7は、ロール表面粗さの磨耗度を、従来
の液体ホーニングロールと本発明ロールとで比較したも
のである。図に示す通り、本発明ロールでは液体ホーニ
ングロールに比べて耐久性が約5倍もあることが確認さ
れた。なお、このケースにおいて、ロール転動処理によ
る加工費の増加は、従来の液体ホーニングロールの1.
5倍程度であるので、操業時の段取りの軽減等を含める
と従来より大幅なコストダウンが見込めるものと考えら
れる。
FIG. 7 compares the degree of wear of the roll surface roughness between the conventional liquid honing roll and the roll of the present invention. As shown in the figure, it was confirmed that the roll of the present invention was about 5 times as durable as the liquid honing roll. In this case, the increase in processing cost due to the roll rolling treatment is 1.
Since it is about 5 times, it is thought that a significant cost reduction can be expected compared to the conventional case, including reduction of setup during operation.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、カ
ラーディスプレー管の高品位化ならびに製造コストの低
減が可能となった。
As described above, according to the present invention, the quality of the color display tube can be improved and the manufacturing cost can be reduced.

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

【図1】真空引き工程のもようを説明する断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a process of a vacuuming process.

【図2】露光過程の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of an exposure process.

【図3】シャドウマスクの孔径分布のグラフである。FIG. 3 is a graph of hole diameter distribution of a shadow mask.

【図4】ショットブラスト粗さプロファイルの線図であ
る。
FIG. 4 is a diagram of a shot blast roughness profile.

【図5】液体ホーニング粗さプロファイルの線図であ
る。
FIG. 5 is a diagram of a liquid honing roughness profile.

【図6】本発明ロールの粗さプロファイルの線図であ
る。
FIG. 6 is a diagram of the roughness profile of the roll of the present invention.

【図7】ロールの磨耗と圧延長さの関係を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between roll wear and rolling length.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大森 勉 神奈川県川崎市川崎区小島町4番2号 日 本冶金工業株式会社研究開発本部技術研究 所内 (72)発明者 伊藤 辰哉 神奈川県川崎市川崎区小島町4番2号 日 本冶金工業株式会社研究開発本部技術研究 所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Tsutomu Omori 4-2 Kojimacho, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Nihon Metallurgical Industry Co., Ltd. R & D Headquarters Technical Research Center (72) Tatsuya Ito Kawasaki, Kawasaki-shi, Kanagawa 4-2 Kojima-cho, Ward, Nihon Metallurgical Industry Co., Ltd.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】表面粗度が、下記の条件; Ra :0.2 〜1.5 μm Rsk:0.5 〜2.0 Sm :50〜200 μm を満足する金属板であることを特徴とするシャドウマス
ク用金属板。
1. A metal plate for a shadow mask, which is a metal plate having a surface roughness satisfying the following conditions: Ra: 0.2 to 1.5 μm Rsk: 0.5 to 2.0 Sm: 50 to 200 μm.
【請求項2】上記金属板が、C:0.02wt%以下,Mn:0.
5 wt%以下,Si:0.2 wt%以下,Cr:0.5 wt%以下,N
i:30〜45wt%,P:0.01wt%以下,S:0.01wt%以
下,Al:0.1 wt%以下、残部Feおよび不可避的不純物か
らなる組成を有することを特徴とする請求項1に記載の
シャドウマスク用金属板。
2. The metal plate, C: 0.02 wt% or less, Mn: 0.
5 wt% or less, Si: 0.2 wt% or less, Cr: 0.5 wt% or less, N
2. The composition according to claim 1, which has a composition of i: 30 to 45 wt%, P: 0.01 wt% or less, S: 0.01 wt% or less, Al: 0.1 wt% or less, and balance Fe and inevitable impurities. Metal plate for shadow mask.
【請求項3】金属板を、表面が下記の条件; Ra :0.5 〜2.0 μm Rsk:0 〜−2.0 Sm :50〜200 μm を満足する粗さを有する加工用ロールを用い、1パスあ
たり5%以上の圧下率にて少なくとも1回以上、仕上圧
延することにより、表面粗度が、Ra:0.2 〜1.5μm ,R
sk :0.5 〜2.0 およびSm:50〜200 μを満足する凹凸
表面を有する金属板を製造することを特徴とするシャド
ウマスク用金属板の製造方法。
3. A metal plate is used, the surface of which has the following conditions; Ra: 0.5 to 2.0 μm Rsk: 0 to −2.0 Sm: 50 to 200 μm. The surface roughness is Ra: 0.2 to 1.5 μm, R
A method for producing a metal plate for a shadow mask, which comprises producing a metal plate having an uneven surface satisfying sk: 0.5 to 2.0 and Sm: 50 to 200 µ.
【請求項4】仕上げ冷間圧延工程において、金属板を、
Ra:1.0 〜3.0 μm、Rt:6 〜30μmの表面粗度を有す
るグラインダー研磨を施したロールを、1000〜10000 回
のロール転動処理を行い、得られた表面が、Ra:0.5 〜
2.0 μm ,Rsk :0 〜−2.0,Sm:50〜200 μm で表面
硬さHvが 800以上のワークロールを用いて、少なくとも
1パスあたり5〜20%の圧下率にて仕上げ圧延を施すこ
とにより、表面粗度が、Ra:0.2 〜1.5 μm ,Rsk :0.
5 〜2.0 およびSm:50〜200 μm を満足する金属板を製
造することを特徴とするシャドウマスク用金属板の製造
方法。
4. In the finish cold rolling step, the metal plate is
Ra: 1.0 to 3.0 μm, Rt: 6 to 30 μm The surface of the roll, which has been subjected to grinder polishing, is subjected to roll rolling treatment from 100 to 10,000 times, and the surface obtained is Ra: 0.5 to
By using a work roll having a surface hardness Hv of 800 or more with 2.0 μm, Rsk: 0 to −2.0, Sm: 50 to 200 μm, and finishing rolling at a rolling reduction of at least 5 to 20% per pass. , Surface roughness Ra: 0.2 to 1.5 μm, Rsk: 0.
A method for producing a metal plate for a shadow mask, which comprises producing a metal plate satisfying 5 to 2.0 and Sm: 50 to 200 µm.
【請求項5】上記金属板が、C:0.02wt%以下,Mn:0.
5 wt%以下,Si:0.2 wt%以下,Cr:0.5 wt%以下,N
i:30〜45wt%,P:0.01wt%以下,S:0.01wt%以
下,Al:0.1 wt%以下、残部Feおよび不可避的不純物か
らなる組成を有することを特徴とする請求項3または4
に記載のシャドウマスク用金属板の製造方法。
5. The metal plate, C: 0.02 wt% or less, Mn: 0.
5 wt% or less, Si: 0.2 wt% or less, Cr: 0.5 wt% or less, N
5. The composition according to claim 3, wherein i: 30 to 45 wt%, P: 0.01 wt% or less, S: 0.01 wt% or less, Al: 0.1 wt% or less, and the balance Fe and unavoidable impurities.
A method for producing a metal plate for a shadow mask according to.
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