KR102164912B1 - 메탈 마스크용 소재 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

에칭 후의 형상변화를 억제함과 아울러 양호한 레지스트 밀착성과 에칭 가공성을 얻는 점에서 바람직한 메탈 마스크용 소재와 그 제조 방법을 제공한다. 압연 방향에 있어서의 표면조도와 압연 방향과 직교하는 방향에 있어서의 표면조도가 모두, 0.05㎛≤Ra≤0.25㎛, Rz≤1.5㎛이며, 상기 메탈 마스크용 소재는 압연 방향과 직교하는 방향에 있어서의 왜도 Rsk가 0 이상이며, 상기 메탈 마스크용 소재로부터 길이 150㎜, 폭 30㎜의 시료를 잘라내고, 상기 시료를 편측으로부터 에칭하여 상기 시료의 판두께의 60%를 제거했을 때의 휨량이 15㎜ 이하이며, 판두께가 0.10㎜ 이상 0.5㎜ 이하인 메탈 마스크용 소재.

Description

메탈 마스크용 소재 및 그 제조 방법
본 발명은 메탈 마스크용 소재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
예를 들면 유기 EL 디스플레이의 제작에 있어서, 기판으로 증착해 컬러 패터닝을 생성하기 위해서 메탈 마스크가 사용된다. 이러한 메탈 마스크는 개공부를 제작하는 방법의 하나로서, Fe-Ni 합금의 박판에 에칭 가공을 행하는 방법이 알려져 있다. 이 에칭 특성을 향상시키기 위해서 여러 가지 제안이 이루어져 있다. 예를 들면, 특허문헌 1에는 고세밀한 에칭 패턴의 형성을 가능하게 하기 위해서, 압연 방향과 직각 방향으로 측정한 표면조도가 Ra: 0.08∼0.20㎛이고, 압연 방향으로 측정한 표면조도가 Ra: 0.01∼0.10㎛이며, 또한, 압연 방향과 직각 방향으로 측정한 표면조도가 압연 방향으로 측정한 표면조도보다, Ra로 0.02㎛를 초과해서 거친 표면조도를 갖는 것을 특징으로 하는 에칭 가공용 소재에 대해서 기재되어 있다. 또한 특허문헌 2에는, 압연면의 결정방위 (111), (200), (220), (311)의 X선 회절강도를 조정함으로써 에칭성을 향상시킨 메탈 마스크 재료에 대해서 기재되어 있다.
일본 특허공개 2010-214447호 공보 일본 특허공개 2014-101543호 공보
고세밀한 유기 EL 디스플레이 등의 제품을 제작하기 위해서, 사용하는 마스크에는 보다 고정밀도의 패턴의 형성이 필요하다. 그것을 위해서는 에칭이 균일하게 진행될 수 있는 표면 피부에 추가해서, 사이드 에칭 억제를 위해 레지스트와 소재의 밀착성을 보다 향상시키는 것도 요구된다. 특허문헌 1, 특허문헌 2는 각각 에칭 가공성을 향상시키는 점에 있어서 뛰어난 발명이지만, 밀착성도 동시에 향상시키는 점에 관해서는 새로운 검토의 여지가 남겨져 있다.
본 발명의 목적은, 에칭 후의 형상변화를 억제함과 아울러, 양호한 레지스트 밀착성과 에칭 가공성을 얻는 점에서 적합한 메탈 마스크용 소재와 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위하여, 화학조성, 표면조도, 잔류응력 등의 에칭 가공에 영향을 끼치는 여러가지의 요인에 대해서 예의 검토했다. 그 결과, 레지스트와의 밀착성 향상이나 균일한 에칭 가공을 가능하게 하고, 또한 에칭 후의 형상변화 억제에 유효한 구성을 발견하고, 본 발명에 생각이 미치었다.
즉 본 발명의 일형태는 질량%로, C: 0.01% 이하, Si: 0.5% 이하, Mn: 1.0% 이하, Ni: 30∼50%를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 메탈 마스크용 소재로서,
상기 메탈 마스크용 소재는 압연 방향에 있어서의 표면조도와 압연 방향과 직교하는 방향에 있어서의 표면조도가 모두, 0.05㎛≤Ra≤0.25㎛, Rz≤1.5㎛이고,
상기 메탈 마스크용 소재는 압연 방향과 직교하는 방향에 있어서의 왜도 Rsk가 0 이상이며,
상기 메탈 마스크용 소재로부터 길이 150㎜, 폭 30㎜의 시료를 잘라내고, 상기 시료를 편측으로부터 에칭하여 상기 시료의 판두께의 60%를 제거했을 때의 휨량이 15㎜ 이하이며, 판두께가 0.10㎜ 이상 0.5㎜ 이하인 메탈 마스크용 소재이다.
바람직하게는, 상기 메탈 마스크용 소재의 압연 방향에 있어서의 왜도 Rsk가 상기 메탈 마스크용 소재의 압연 방향과 직교하는 방향에 있어서의 Rsk보다 작다.
바람직하게는, 상기 메탈 마스크용 소재의 압연 방향과 직교하는 방향에 있어서의 표면조도 Ra가 상기 메탈 마스크용 소재의 압연 방향에 있어서의 표면조도 Ra보다 크다.
바람직하게는, 상기 메탈 마스크용 소재의 압연 방향과 직교하는 방향에 있어서의 Rsk가 1 이하이다.
바람직하게는, 상기 메탈 마스크용 소재로부터 길이 150㎜, 폭 30㎜의 시료를 잘라내고, 상기 시료를 편측으로부터 에칭하여 상기 시료의 판두께의 20%, 30%, 50% 중 어느 하나를 제거했을 때의 휨량이 15㎜ 이하이다.
본 발명의 다른 일형태는, 질량%로, C: 0.01% 이하, Si: 0.5% 이하, Mn: 1.0% 이하, Ni: 30∼50%를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 냉간압연용 소재를 냉간압연해서 메탈 마스크용 소재를 얻는 메탈 마스크용 소재의 제조 방법으로서,
상기 냉간압연용 소재에 대한 마무리 냉간압연 공정에 있어서의 최종 패스의 조건이 압하율: 35% 이하, 압연롤의 물림각: 1.0°이상이고,
상기 메탈 마스크용 소재는 압연 방향에 있어서의 표면조도와 압연 방향과 직교하는 방향에 있어서의 표면조도가 모두, 0.05㎛≤Ra≤0.25㎛, Rz≤1.5㎛이며, 압연 방향과 직교하는 방향에 있어서의 왜도 Rsk가 0 이상임과 아울러,
상기 메탈 마스크용 소재로부터 길이 150㎜, 폭 30㎜의 시료를 잘라내고, 상기 시료를 편측으로부터 에칭하여 상기 시료의 판두께의 60%를 제거했을 때의 휨량이 15㎜ 이하이며,
마무리 냉간압연 후의 소재의 판두께가 0.10㎜ 이상 0.5㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 메탈 마스크용 소재의 제조 방법이다.
바람직하게는, 상기 압연롤의 물림각이 3.0° 이하이다.
바람직하게는, 상기 마무리 냉간압연 공정에 있어서의 최종 패스의 압하율이 15%∼35%이다.
바람직하게는, 상기 마무리 냉간압연 공정의 최종 패스에 사용하는 롤의 원주 방향과 직교하는 방향의 표면조도 Ra가 0.05∼0.25㎛이다.
바람직하게는, 상기 마무리 냉간압연 공정의 압연속도가 150m/min 이하이다.
(발명의 효과)
상기의 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 에칭 가공 후의 형상변화도 적고, 레지스트와의 밀착성 향상에 적합한 메탈 마스크용 소재를 얻는 것이 가능하다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 여기에서 언급한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 발명의 기술적 사상을 일탈하지 않는 범위에서 적당하게 조합이나 개량이 가능하다. 또한 본 발명의 메탈 마스크용 소재란 코일상으로 권회되어 있는 강대나, 그 강대를 절단해서 제작된 직사각형상의 박판도 포함한다.
본 발명의 메탈 마스크용 소재를, 질량%로, C: 0.01% 이하, Si: 0.5% 이하, Mn: 1.0% 이하, Ni: 30∼50%를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 화학조성의 Fe-Ni 합금으로 한 이유는 이하와 같다.
[C: 0.01질량% 이하]
C는 에칭성에 영향을 끼치는 원소이다. C가 과도하게 많이 포함되면 에칭성을 저해하기 때문에 C의 상한을 0.01%로 했다. C는 0%이라도 좋지만, 제조 공정상 적지 않게 포함되는 것이기 때문에 하한은 특별하게 한정하지 않는다.
[Si: 0.5질량% 이하, Mn: 1.0질량% 이하]
Si, Mn은, 통상 탈산의 목적으로 사용되고, Fe-Ni 합금에 미량 함유되어 있지만, 과잉으로 함유하면 편석을 일으키기 쉬워지기 때문에, Si: 0.5% 이하, Mn: 1.0% 이하로 했다. 바람직한 Si량과 Mn량은 Si: 0.1% 이하, Mn: 0.5% 이하이다. Si와 Mn의 하한은, 예를 들면 Si는 0.05%, Mn은 0.05%로 설정할 수 있다.
[Ni: 30∼50질량%]
Ni는 열팽창계수를 조정하는 작용을 갖고, 저열팽창 특성에 큰 영향을 끼치는 원소이다. 함유량이 30%보다 적거나, 또는 50%를 초과하는 것에서는 열팽창계수를 낮추는 효과가 없어지기 때문에, Ni의 범위는 30∼50%로 한다. 바람직한 Ni량은 32∼45%이다.
상기 이외를 구성하는 것은 Fe 및 불가피적 불순물이다.
우선, 본 발명의 메탈 마스크용 소재에 대하여 설명한다.
(표면조도)
본 발명의 메탈 마스크용 소재의 표면조도는, 산술평균조도 Ra(JIS-B-0601-2001에 준거)가 0.05∼0.25㎛이며, 또한 최대높이 Rz(JIS-B-0601-2001에 준거)가 1.5㎛ 이하인 것을 특징으로 한다. 상기 범위 내의 Ra 및 Rz를 가짐으로써 본 발명의 소재는 고정밀도의 에칭 가공이 가능해진다. Ra가 0.25㎛를 초과할 경우, 소재 표면이 지나치게 거칠기 때문에 에칭의 진행에 편차가 생기고, 고정밀도의 에칭 가공이 곤란하게 된다. Ra가 0.05㎛ 미만인 경우, 레지스트의 밀착성이 저하하는 경향이 있다. 또한 상기 Ra의 범위를 만족시키고 있어도 Rz가 1.5㎛를 초과할 경우, 소재 표면의 일부에 조도 곡선에 있어서의 큰 산 부분이 형성되고, 그 산부로부터 에칭이 진행해서 에칭 불균일의 요인이 되기 때문에 바람직하지 못하다. Rz의 하한은 특별하게 한정하지 않지만, 보다 높은 밀착성을 얻기 위해서, Rz의 하한을 0.3㎛로 설정하면 바람직하다. 보다 바람직한 Ra의 상한은 0.20㎛이며, 보다 바람직한 Rz의 상한은 1.2㎛이다. 상기 표면조도의 규정은 국소적인 에칭 불균일을 억제하기 위해서, 메탈 마스크용 소재의 압연 방향과 직교하는 방향(이후, 「폭 방향」 또는 「압연 직각 방향」으로도 기재한다)의 표면조도와, 압연 방향(이후, 「길이 방향」으로도 기재한다)의 표면조도의 양쪽에서 만족시키는 것이 바람직하다. 또한, 본 실시형태에 있어서의 메탈 마스크용 소재의 폭 방향의 표면조도는, 압연 방향으로 측정한 표면조도보다 크게 되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의해 압연유를 롤과 소재 사이로부터 배출시키기 쉬워지고, 압연유의 물림에 의해서 형성되는 오일 피트를 억제하는 것이 가능하다. 구체적으로는 폭 방향의 Ra는 압연 방향의 Ra보다 10% 이상 높은 값이면, 상술한 오일 피트 억제 효과를 얻기 쉬워지기 때문에 바람직하다. 또한 표면조도의 측정에는, 일반적으로 사용되고 있는 접촉식 또는 비접촉식의 조도계를 사용할 수 있다.
본 실시형태의 메탈 마스크용 소재는, 상술한 표면조도에 추가해서, 소재의 압연 방향과 직교하는 방향에 있어서의 왜도 Rsk(JIS-B-0601-2001에 준거)≥0인 것을 특징으로 한다. 상기 수치범위를 만족시킴으로써 소재 표면의 조도 곡선에 있어서 뾰족한 형상의 산부가 많이 형성되기 때문에, 높은 앵커 효과를 얻을 수 있다. 이것에 의해 메탈 마스크용 소재와 레지스트의 밀착성을 향상시켜서 에칭액이 소재와 레지스트의 경계에 침입하는 것이 요인으로 발생하는 사이드 에칭을 억제하는 것이 가능하다. Rsk의 값이 과도하게 지나치게 높아지면 에칭의 균일한 진행을 저해할 가능성이 있기 때문에, Rsk의 상한은 1.0이 바람직하고, 0.5가 더욱 바람직하다. 또한 소재의 압연 방향의 Rsk를 폭 방향에 있어서의 Rsk보다 작게 함으로써 상술한 오일 피트 억제 효과를 향상시킬 수 있다. 압연 방향의 Rsk는 폭 방향의 Rsk의 값보다 작으면, 0 미만의 값(마이너스값)을 취해도 좋다. 또한 본 실시형태의 메탈 마스크용 소재는, 상술한 Rsk의 효과를 충분하게 얻기 위해서는 판두께 0.5㎜ 이하의 소재에 적용한다. 바람직하게는, 판두께 0.2㎜ 이하이다. 또한 판두께의 하한은, 후술하는 물림각을 1.0° 이상으로 조정하기 쉽게 하기 위해서 0.10㎜로 설정한다.
(휨량)
본 실시형태의 메탈 마스크용 소재는 길이 150㎜, 폭 30㎜의 시료를 잘라내고, 상기 시료를 편측으로부터 에칭하여 상기 시료의 판두께의 60%를 제거했을 때의 휨량이 15㎜ 이하인 것을 특징으로 한다. 상기에 나타내는 바와 같이, 판두께의 60%의 영역의 잔류응력도 저감시킴으로써 응력의 밸런스가 보다 무너지는 판두께 중앙 부근의 에칭을 행해도, 변형을 억제하여 양호하게 에칭 가공을 진행시킬 수 있다. 그 때문에 다양한 깊이의 하프 에칭에 대응할 수 있고, 에칭 패턴의 자유도를 향상시킬 수 있다. 바람직하게는, 상기 시료의 판두께의 20%, 30%, 50% 중 어느 하나를 제거했을 때의 휨량이 15㎜ 이하이다. 보다 바람직하게는, 상기 시료의 판두께의 20, 30, 50%의 어느 것을 제거해도 휨량이 15㎜ 이하이다. 이 휨량은 13㎜ 이하가 바람직하고, 11㎜ 이하가 보다 바람직하고, 9㎜ 이하가 더욱 바람직하다. 가장 바람직하게는, 응력 밸런스가 무너지기 쉽고, 큰 휨이 발생하기 쉬운, 시료의 판두께를 50% 제거했을 때에 있어서의 휨량이 9㎜ 이하이며, 판두께의 20% 또는 30%를 제거했을 때에 있어서의 휨량이 7㎜ 이하인 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는 길이 방향이 압연 방향으로 되도록 시료를 절단하여 휨을 측정하고 있다. 또한 본 실시형태에 있어서의 휨량의 측정 방법은, 시료의 편측으로부터 에칭으로 제거한 후, 컷 샘플의 상단을 수직정반에 접하는 상태에서 매달고, 휨에 의해 수직정반으로부터 떨어진 컷 샘플의 하단과 수직정반의 수평거리를 휨량으로서 측정하고 있다.
계속해서, 본 발명의 메탈 마스크용 소재의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 실시형태의 제조 방법은, 예를 들면 진공용해-열간단조-열간압연-냉간압연이라고 하는 공정을 적용할 수 있다. 필요에 따라서, 냉간압연 전의 단계에서 1200℃ 정도로 균질화 열처리를 행하고, 냉간압연 공정 중에는 냉간압연재의 경도를 저감하기 위해서 800∼950℃의 소둔을 1회 이상 행할 수 있다. 상기 냉간압연 공정에서는 표면의 스케일을 제거하는 연마 공정이나, 소재 단부의 오프게이지부(판두께가 두꺼운 부분)의 제거 및 압연 가공에서 발생하는 에지 웨이브부를 제거하기 위해서 에지 컷 공정을 행해도 된다. 열처리 공정시에 사용하는 로도, 종형 로, 횡형 로(수평 로) 등 기존의 것을 사용해도 좋지만, 통판 중의 꺽임의 방지나, 소재의 급준도를 보다 높이기 위해서, 자체 중량에 의한 휨이 발생하기 어려운 종형 로를 사용하는 것이 바람직하다.
본 실시형태의 제조 방법은, 마무리 냉간압연 공정에 있어서의 최종 패스에 있어서의 압하율을 35% 이하로 조정한다. 상기 압하율이 35%를 초과할 경우, 소재의 잔류변형이 커지고, 에칭 가공시에 변형의 발생이 증가하는 경향이 있다. 바람직한 압하율의 상한은 30%이다. 또한 과도하게 압하율이 적으면 상술하는 표면조도로 조정하는 것이 곤란하게 되기 때문에, 압하율의 하한은 15%로 설정하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 압하율의 하한은 18%이며, 더욱 바람직한 압하율의 하한은 20%이다. 또한 마무리 냉간압연에 있어서의 패스 횟수는 특별히 규정하지 않고, 복수회(예를 들면 3회 이상) 행해도 좋지만, 후술하는 연마흔이 찌부러지지 않도록 압연하기 위해서 1회의 패스수로 마무리 압연을 행하는 것이 바람직하다.
본 실시형태의 제조 방법에 있어서, 마무리 냉간압연에 사용하는 롤은 롤의 원주 방향(롤의 회전 방향)과 직교하는 방향의 표면조도가 Ra: 0.05∼0.25㎛의 롤을 사용할 수 있다. 바람직한 Ra의 상한은 0.15㎛이다. 이것에 의해 메탈 마스크용 소재에 원하는 조도를 부여할 수 있다. 롤의 재질은 특별하게 한정하지 않고, 예를 들면 JIS-G4404에 규정되는 합금공구 강롤을 사용할 수 있다. 또한, 압연시의 오일이 압연 재료 표면과 롤의 사이를 빠져나가기 쉽게 하는 조도를 롤에 부여함으로써 오일 피트의 발생을 억제할 수 있기 때문에, 본 발명에 따른 제조 방법의 롤 표면에는 롤의 원주 방향으로 연마흔을 형성하는 것이 바람직하다. 이 연마흔의 형성에는 롤의 원주 방향과 직교하는 방향의 조도가 Ra: 0.05∼0.25㎛로 할 수 있는 조도를 갖는 숫돌을 준비하고, 롤을 전동하면서 숫돌을 압박함으로써 형성할 수 있다. 이 연마흔에 의해, 본 실시형태에 있어서의 롤의 원주 방향 조도와, 원주 방향에 직교하는 방향의 표면조도의 차가 Ra로 0.02㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 이 특징에 의해, 메탈 마스크용 소재의 압연 직각 방향의 표면조도와 압연 방향의 표면조도 사이에 의도적으로 차를 형성할 수 있어, 압연유가 보다 배출되기 쉬워지기 때문에 오일 피트의 발생을 더욱 억제하는 것이 가능하다.
본 발명에 따른 제조 방법은 마무리 냉간압연에 있어서, 피압연재와 워크롤이 접촉을 개시하는 각도인 물림각을 1.0° 이상으로 설정한다. 물림각을 이렇게 조정함으로써 오일 피트의 과도한 발생을 억제하면서, 원하는 표면조도를 얻는 것이 가능하다. 여기에서 물림각이 지나치게 크면, 압연하중이 과대하게 되어서 원하는 압연 형상이 얻어지지 않을 가능성이 있기 때문에, 물림각의 상한을 3.0°로 설정할 수 있다. 바람직한 물림각의 상한은 2.0°이다. 또한 상기 물림각의 규정은 마무리 냉간압연의 모든 패스에 적용되는 것이 바람직하다. 또한 본 실시형태에 있어서의 물림각을 θ라고 했을 때, θ=180/π·arccos((R-(h0-h1)/2)/R)의 계산식으로부터 물림각을 도출할 수 있다. 여기에서 R: 롤 반경, h0: 압연 전의 소재 판두께, h1: 압연 후의 소재 판두께이다.
본 실시형태의 제조 방법은 압연속도를 150m/min 이하로 설정하는 것이 바람직하다. 압연속도를 150m/min 이하로 설정함으로써 워크롤과 메탈 마스크용 소재의 사이에 도입되는 압연유량을 적게 해서 오일 피트의 발생을 억제하고, 보다 확실하게 Rsk를 플러스값으로 조정하는 것이 가능하다. 보다 바람직한 압연속도의 상한은 120m/min이다. 더욱 바람직하게는 100m/min으로 상한을 설정한다. 또한, 압연속도의 하한은 특별히 설정하지 않지만, 지나치게 느리면 생산 효율이 저하하기 때문에 20m/min으로 설정할 수 있다. 바람직하게는 30m/min이다.
본 실시형태의 제조 방법에 있어서, 마무리 압연 후에 에칭 가공용 소재에 잔류하는 변형을 제거하고, 소재에 발생하는 형상 불량을 억제하기 위해서, 변형 제거 소둔을 행해도 된다. 변형 제거 소둔은 400∼700℃ 정도의 온도에서 행하는 것이 바람직하다. 또한 소둔 시간은 특별하게 한정하지 않지만, 지나치게 길면 인장강도 등의 특성이 대폭 열화하고, 지나치게 짧으면 변형을 제거하는 효과가 얻어지지 않으므로, 0.5∼3.0min 정도로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직한 변형 제거 소둔 시간의 하한은 1.2min이며, 더욱 바람직한 변형 제거 소둔 시간의 하한은 1.5min이다.
(실시예)
이하의 실시예에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 실시예의 메탈 마스크용 소재의 화학 조성을 표 1에 나타낸다. 본 실시예의 Fe-Ni 합금은, 진공용해-열간단조-균질화 열처리-열간압연으로 두께 2∼3㎜로 마무리하는 공정의 뒤, 냉간압연을 실시했다. 열간압연 후의 Fe-Ni 합금에는 2회의 소둔을 포함하는 냉간압연을 행하고, Fe-Ni 합금 냉간압연재를 제작했다. 마무리 냉간압연의 최종 패스 전의 Fe-Ni 합금 냉간압연재의 각각의 두께는 0.125㎜(시료No.1)와 0.275㎜(시료 No.2)이며, 시료 No.1은 마무리 냉간압연 후에 0.10㎜(압하율 20%), 시료 No.2는 마무리 냉간압연 후에 0.20㎜(압하율 27%)로 되도록 압연 조건을 조정했다. 이 때의 시료 No.1의 롤의 물림각은 1.28°이었다. 또한 시료 No.2의 롤의 물림각은 2.22°이었다. 또한 시료 No.1과 시료 No.2에 있어서, 마무리 냉간압연시의 압연속도는 대략 100m/min이었다. 또한 마무리 냉간압연에 사용한 롤의 원주 방향(롤의 회전 방향)과 직교하는 방향의 조도 Ra가 0.08∼0.25㎛의 범위 내이다. 마무리 냉간압연 후에는, No.1의 시료는 600℃의 온도에서 2분간, No.2의 시료는 630℃의 온도에서 1분간 변형 제거 소둔을 행하였다. 또한 비교예로서, 압연 조건을 조정해서 롤 물림각을 1.0°미만으로 조정한 시료 No.11을 작성했다. 시료 No.11의 화학 조성이나 최종 판두께, 변형 제거 소둔 조건은 시료 No.1과 같다.
Figure 112019019332754-pct00001
계속해서 얻어진 시료의 표면조도와 휨을 측정했다. 표면조도 Ra, Rz, Rsk의 측정은 JISB0601, JISB0651로 나타내어지는 측정 방법에 따라, 랜덤으로 3개소를 선택해서 길이 방향과 폭 방향의 표면조도를 측정했다. 측정 장치에는 촉침식 조도계를 사용하고, 평가 길이 4㎜, 측정 속도 0.3㎜/s, 컷오프값 0.8㎜의 조건에서 측정했다. 표 2에는 3개소의 평균값을 나타낸다. 또한 휨의 측정은 길이 150㎜, 폭 30㎜의 컷 샘플을 작성하고, 판두께의 2/5(판두께의 60%를 제거)가 되도록 편측으로부터 에칭한 후, 컷 샘플을 수직정반에 매달았을 때의 휨량을 측정하고, 평가를 행하였다. 또한 상기 컷 샘플은 길이 방향이 압연 방향이 되도록, 제작한 시료의 폭 방향 중앙부에서 채취했다. 에칭액은 염화제2철 수용액을 사용하고, 액온 50℃의 에칭액을 분무시켜 시험편의 부식을 실시했다. 결과를 표 2에 나타낸다.
Figure 112019019332754-pct00002
표 2의 결과로부터, 본 발명예의 메탈 마스크용 소재인 시료 No.1과 시료 No.2는 양호한 밀착성과 균일한 에칭 가공성을 발휘하기 때문에 최적인 표면상태이며, 판두께의 절반을 초과하는 깊은 에칭 후의 형상변화도 억제할 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 한편으로 비교예인 시료 No.11은, Rsk의 폭 방향이 마이너스값으로 되어 있기 때문에, 밀착성이 본 발명예보다 떨어질 가능성이 높은 것을 확인할 수 있었다.
(실시예 2)
이어서, 시료 No.1 및 시료 No.2의 길이 150㎜, 폭 30㎜의 컷 샘플을 복수 준비하고, 에칭의 제거량을 표 3에 나타낸 바와 같이 변경한 본 발명예의 시료 No.3∼8을 작성하고, 휨량의 측정을 행하였다. 표 3에 있어서, 시료 No. 3∼5가 시료 No.1로 작성한 시료이며, 시료 No.6∼8이 시료 No.2로 작성한 시료이다. 휨량의 측정 방법이나 사용한 에칭액은 실시예 1에서 사용한 것과 같다. 결과를 표 3에 나타낸다.
Figure 112019019332754-pct00003
표 3의 결과로부터, 본 발명의 메탈 마스크용 소재는 에칭 깊이를 변경해도 휨량을 억제할 수 있는 것을 확인했다. 특히 에칭에 의한 소재의 제거량이 판두께의 50%인 경우, 압축 잔류응력과 인장 잔류응력의 밸런스가 무너져 과대한 휨이 발생하기 쉬운 경향이 있지만, 본 발명예의 소재에는 과대한 휨은 발생하지 않아 에칭 용도에 적합한 것을 확인할 수 있었다. 또한, 시료 No.3∼5는 시료 No.6∼8보다 휨이 적은 것을 확인할 수 있었다. 이것은 시료 제작시에 있어서, 시료 No.6∼8의 변형 제거 소둔 시간이 시료 No.3∼5보다 짧기 때문에, 잔존하는 변형량이 약간 커졌기 때문으로 생각된다.

Claims (10)

  1. 질량%로, C: 0.01% 이하, Si: 0.5% 이하, Mn: 1.0% 이하, Ni: 30∼50%를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 메탈 마스크용 소재로서,
    상기 메탈 마스크용 소재는 압연 방향에 있어서의 표면조도와 압연 방향과 직교하는 방향에 있어서의 표면조도가 모두, 0.05㎛≤Ra≤0.25㎛, Rz≤1.5㎛이고,
    상기 메탈 마스크용 소재는 압연 방향과 직교하는 방향에 있어서의 왜도 Rsk가 0 이상이며,
    상기 메탈 마스크용 소재로부터 길이 150㎜, 폭 30㎜의 시료를 잘라내고, 상기 시료를 편측으로부터 에칭하여 상기 시료의 판두께의 60%를 제거했을 때의 휨량이 15㎜ 이하이고, 판두께가 0.10㎜ 이상 0.5㎜ 이하인 메탈 마스크용 소재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 메탈 마스크용 소재의 압연 방향에 있어서의 왜도 Rsk가 상기 메탈 마스크용 소재의 압연 방향과 직교하는 방향에 있어서의 Rsk보다 작은 메탈 마스크용 소재.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 메탈 마스크용 소재의 압연 방향과 직교하는 방향에 있어서의 표면조도 Ra가 상기 메탈 마스크용 소재의 압연 방향에 있어서의 표면조도 Ra보다 큰 메탈 마스크용 소재.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 메탈 마스크용 소재의 압연 방향과 직교하는 방향에 있어서의 Rsk가 1.0 이하인 메탈 마스크용 소재.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 메탈 마스크용 소재로부터 길이 150㎜, 폭 30㎜의 시료를 잘라내고, 상기 시료를 편측으로부터 에칭하여 상기 시료의 판두께의 20%, 30%, 50% 중 어느 하나를 제거했을 때의 휨량이 15㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 메탈 마스크용 소재.
  6. 질량%로, C: 0.01% 이하, Si: 0.5% 이하, Mn: 1.0% 이하, Ni: 30∼50%를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 냉간압연용 소재를 냉간압연 해서 메탈 마스크용 소재를 얻는 메탈 마스크용 소재의 제조 방법으로서,
    상기 냉간압연용 소재에 대한 마무리 냉간압연 공정에 있어서의 최종 패스의 조건이, 압하율: 35% 이하, 압연롤의 물림각: 1.0° 이상이며,
    상기 메탈 마스크용 소재는 압연 방향에 있어서의 표면조도와 압연 방향과 직교하는 방향에 있어서의 표면조도가 모두, 0.05㎛≤Ra≤0.25㎛, Rz≤1.5㎛이고, 압연 방향과 직교하는 방향에 있어서의 왜도 Rsk가 0 이상임과 아울러,
    상기 메탈 마스크용 소재로부터 길이 150㎜, 폭 30㎜의 시료를 잘라내고, 상기 시료를 편측으로부터 에칭하여 상기 시료의 판두께의 60%를 제거했을 때의 휨량이 15㎜ 이하이며,
    마무리 냉간압연 후의 소재의 판두께가 0.10㎜ 이상 0.5㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 메탈 마스크용 소재의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 압연롤의 물림각이 3.0° 이하인 메탈 마스크용 소재의 제조 방법.
  8. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 마무리 냉간압연 공정에 있어서의 최종 패스의 압하율이 15%∼35%인 메탈 마스크용 소재의 제조 방법.
  9. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 마무리 냉간압연 공정의 최종 패스에 사용하는 롤의 원주 방향과 직교하는 방향의 표면조도 Ra가 0.05∼0.25㎛인 메탈 마스크용 소재의 제조 방법.
  10. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,
    상기 마무리 냉간압연 공정의 압연속도가 150m/min 이하인 메탈 마스크용 소재의 제조 방법.
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