JP2000219913A

JP2000219913A - エッチング性に優れた電子部品用低熱膨張合金の分塊圧延方法

Info

Publication number: JP2000219913A
Application number: JP2238599A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Hyodo; 知明兵藤; Tamako Ariga; 珠子有賀
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1999-01-29
Filing date: 1999-01-29
Publication date: 2000-08-08

Abstract

(57)【要約】【課題】画像の局部的な鮮明度の低下をもたらすスジ
むら等のエッチング不良が発生せず、かつ高精度のエッ
チング加工が可能な電子部品用低熱膨張合金の分塊圧延
方法を提供する。【解決手段】 Ni：30〜45mass%を含有するFe-Ni系合
金、又は、Ni：20〜40mass%、Co：7mass%以下を含有
し、かつNi+Coが27〜40mass%であるFe-Ni-Co系合金から
なり、エッチング加工する面内におけるNiミクロ偏析の
濃度変動部の幅が500μm以下である電子部品用低熱膨張
合金薄板の製造に際して造塊法で溶製された前記Fe-Ni
系合金鋼塊または連続鋳造法で溶製された前記合金鋼ス
ラブの分塊圧延を行うにあたり、分塊圧延方向が鋼塊ま
たはスラブの長手方向の中心線に対して15〜45度の角度
をなすように分塊圧延する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シャドウマスクや
リードフレーム等の微細なエッチング加工を施す電子部
門に使用される低熱膨張合金薄板に関し、特に、コンピ
ューターディスプレイに使用される高精細用シャドウマ
スクとして好適なエッチング性に優れた低熱膨張合金の
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シャドウマスクやリードフレーム等の電
子部品は一般にエッチング加工が施されて使用される。
この際に、エッチング速度が速く、かつエッチング後の
孔の端部形状と寸法精度に優れたエッチング性の高い材
料が要求されている。

【０００３】以下、シャドウマスクを例にとって説明す
る。シャドウマスクはテレビジョンのブラウン管に使用
されており、電子銃から発射された電子ビームをガラス
体によって支持された蛍光面上の所定の位置に正確に照
射して特定の色調を与えるための多数の細孔を有してい
る。この場合に、発射された電子ビームのうち細孔を通
過して蛍光体に照射されるのは約2割であり、残りの8割
はシャドウマスクに衝突するため、シャドウマスクは蛍
光面を支持するガラス体に比較して高温になる。その
上、シャドウマスク用素材として従来より用いられてき
た低炭素リムド鋼や低炭素アルミキルド鋼等の軟鋼板
は、蛍光面を支持するガラス体に比べて熱膨張率がはる
かに大きいため、これらの間に位置ずれが生じて電子ビ
ームを蛍光面上の所定の位置へ正確に照射することがで
きなくなり、画像が不鮮明になることが多かった。

【０００４】画像が不鮮明になることを防止するため
に、シャドウマスクの懸架位置となる支持体の構造を工
夫して、上記位置ずれを補償することも試みられている
が、必ずしも十分とはいえない。さらに近年は、テレビ
ジョン画面の大型化、高品位化や高輝度化に伴って、こ
れらの位置ずれの問題が顕在化してきている。

【０００５】そこで、シャドウマスク用素材として、36
mass％のNiを含有するFe-Ni系合金の使用が拡大してい
る。この合金は従来の低炭素鋼に比べて熱膨張係数が約
1/10倍と小さく、高輝度画面における電子ビームの加熱
にたいしてもその低膨張性は維持されるため、この材料
を素材として作製されたシャドウマスクでは、熱膨張に
よる色ずれは生じにくい。

【０００６】シャドウマスク用Fe-Ni系合金薄板は、通
常、連続鋳造法または造塊法によって合金鋼塊を調整
し、次いで分塊圧延、熱間圧延、冷間圧延、焼鈍を施し
て製造される。この合金薄板にフォトエッチング加工に
より電子ビームの通過孔を形成した後、焼鈍、成型加工
および黒化処理等の各工程を施すことによりシャドウマ
スクが製造される。

【０００７】しかし、Fe-Ni系合金薄板を素材とするシ
ャドウマスクは、優れた低熱膨張特性を有する一方で、
エッチング性に劣るため、フォトエッチング加工で良好
な孔形状を得ることは困難であり、エッチング不良によ
り局部的に画像の鮮明度不良を生じることがある。そこ
で、この合金薄板についてエッチング性を改善する試み
がなされている。

【０００８】例えば、特公昭59-32859号公報では、フォ
トエッチング加工後の孔形状をシャドウマスク全面にわ
たって均一にするためには、エッチング面の結晶方位の
不揃いを防いで、エッチング速度を一定にする必要があ
るとして｛100｝結晶面の配向度を35%以上とすることに
よって改善を図っている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年、
テレビジョン画面の大型化およびコンピューターのディ
スプレイへの適用拡大にともない画像のきめ細かさや高
輝度化への要求が一段と高まってきており、このために
電子ビームの通過孔をより高輝度に穿孔するようなエッ
チング加工が必要となってきている。

【００１０】特に、コンピューターディスプレイに使用
される高精細のシャドウマスクでは主として板厚0.15mm
以下の素材が使用され、例えば直径120μmの孔が270μm
ピッチで穿孔されており、さらなるファインピッチ化も
試行されている。

【００１１】このような微細な孔をエッチング画内にお
いて精度よく穿孔するために、エッチング技術の向上と
ともに、素材の材質の向上が図られてきたが、アンバー
合金特有の局部的なエッチング不良に起因する孔形状の
不良が発生しており、画像の局部的な鮮明度不良の一因
となっている。

【００１２】このエッチング不良は、マスク部において
合金薄板の圧延方向に沿った微細な線状のむらとして観
察され、「スジむら」と呼ばれている。このスジむらの
多くは数十μm〜数mmの幅を有し、マスク部の一辺から
対辺に達する。

【００１３】これまでNiの偏析あるいは不純物の偏析に
よりスジむらが発生することが知られており、スジむら
を抑制するためにいくつかの技術が提案されている。

【００１４】例えば、特開平2-54744号公報では、スジ
むらがC、Si、Mn、Cr等の不純物元素の偏析、あるいは
鋳造時の凝固組織により発生するものとし、0.001〜0.0
3 mass%のBを添加するとともに、特定条件でスラブを加
熱することにより偏析を阻止し、柱状晶組織を低減して
スジむらの抑制を図っている。しかし、例えばシャドウ
マスク材料のように微細なエッチング加工と低熱膨張が
要求される材料では、特性を劣化させないためにC、S
i、Mn、Cr等の元素は合計しても1mass%に満たない量に
極力低減しており、このような偏析によるスジむらは生
じ得ず、Fe-36%Ni合金薄板で発生するスジむらを解消す
るものではない。一方で、シャドウマスクの黒化処理で
は0.02mass%を超えてBが存在すると、黒化むらが発生し
て局部的な色ずれが生じる。

【００１５】また特開昭60-128253号公報では、スジむ
らの発生原因はNiの成分偏析であり、Fe-Ni系合金鋼塊
を850℃以上、融点以下の温度で加熱し、1ヒートまたは
2ヒート以上で40%以上の断面減少率で鍛造することによ
りNi偏析を改善することで、エッチング孔形状を良く
し、スジむらをなくす方法を提案している。しかし、よ
り微細なエッチング孔を高密度に穿孔する必要のあるコ
ンピューターディスプレー用のシャドウマスクでは、単
に断面減少率を40%以上とするだけではスジむらを解消
できない。

【００１６】また特公平7-78270号公報では、等軸晶率
が30%以下の連続鋳造スラブでは1100℃以上で1時間以上
の加熱を、等軸晶率が30%未満ならば950℃以上で1時間
以上加熱することで、スジむらをなくす方法を提案して
いる。しかし、等軸晶率の大小によって加熱条件を変更
するだけでは、より微細なエッチング孔を高密度に穿孔
する必要のあるコンピューターディスプレー用のシャド
ウマスクにおいて、スジむらを解消することは不可能で
ある。

【００１７】以上述べたように、上記いずれの技術を用
いてもFe-36%Ni合金薄板で発生するようなエッチング加
工によるスジむらを克服することができず、むしろ画像
の高品位化に伴って、スジむら等のエッチング不良は増
加する傾向にあり、その対策が求められている。また、
Ni偏析改善のためには1250℃以上の高温かつ20時間以上
の長時間の均熱処理が必要であり、省コストと省エネル
ギーの点からも問題があった。

【００１８】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、画像の局部的な鮮明度の低下をもたらすスジ
むら等のエッチング不良が発生せず、かつ高精度のエッ
チング加工が可能な電子部品用低熱膨張合金の分塊圧延
方法を提供することを目的とする。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、Fe-Ni系
低熱膨張合金薄板のエッチング性について種々検討を行
った結果、上述のスジむらをはじめとするエッチング不
良が、エッチング加工する面内におけるNiミクロ偏析の
濃度変動部の幅と、熱間圧延および冷間圧延によって延
ばされた鋼板内部の凝固組織の形態が複合的に係わって
発生することを見いだした。

【００２０】図１に鋼塊およびスラブの断面における凝
固組織の模式図を示す。凝固後の鋼塊（造塊法）または
スラブ（連続鋳造法）の凝固組織は、凝固速度が大きい
場合（例えば連続鋳造スラブ）では、（ａ）のように完
全柱状晶組織であり、凝固速度が小さい場合（例えば鋼
塊ボトム部）では、（ｂ）のように表層〜1/4ｔ（但
し、ｔ：鋼塊厚さ）が柱状晶組織で1/4ｔ〜1/2ｔが等軸
晶組織の混合した凝固組織となる。

【００２１】均熱処理を実施しない場合の熱間圧延およ
び冷間圧延後の柱状晶組織の模式図を図２に示す。等軸
晶の有無に関わらず柱状晶組織が存在する場合には、こ
の柱状晶組織が熱間圧延および冷間圧延によって延ばさ
れ、薄い板状の偏析組織が積み重ねられた板状組織に変
化する。

【００２２】この板状組織は元の柱状晶組織における樹
枝でありFeが濃化しているのに対して、板状組織の間は
元の柱状晶組織では樹間に相当しNiが濃化している。板
状組織と板状組織の間はNi濃度に差があり両者のエッチ
ング溶解量が異なるため孔界面に凹凸を生じ、透過光の
反射状態が変化してスジむらに見える。（ａ）のように
柱状晶組織（樹枝：Fe濃化部）が板厚方向に斜めに延び
て存在する場合にはスジむらとして認識されやすくな
り、一方、（ｂ）のように柱状晶組織が板面に対して平
行となる場合にはスジむらとして認識されにくくなる。

【００２３】シャドウマスクのエッチング孔界面の模式
図を図３に示す。透過光によるスジむら評価試験では孔
界面の一部が見える。板厚方向に斜めに延びた柱状晶組
織の場合には周囲のエッチング孔界面の同一深さ部に樹
枝間隔と同一間隔でスジむらの濃淡が観察される。薄い
板状組織が板面に平行に存在する場合には、孔界面の同
一深さ部に偏析が存在しても、周囲の孔での溶解状態は
同程度となり、スジむらによる濃淡は認められなくな
る。

【００２４】凝固後の鋼塊またはスラブの断面組織に柱
状晶組織と等軸晶組織が混合する場合にも板厚方向に斜
めに延びた柱状晶組織が存在すると板厚0.10〜0.15mmの
薄板でスジむらが認められる。柱状晶組織が含まれない
完全等軸晶組織の場合には、熱間圧延と冷間圧延により
延びた板状組織は存在しなくなるが、10トン単重以上の
工業的規模での溶解によって完全等軸晶組織を得ること
は、大規模な電磁撹拌設備あるいは超音波振動設備が必
要となり設備化の点で難しい。

【００２５】Ni偏析が存在するにも関わらずスジむらを
見られなくするためには、熱間圧延および冷間圧延後の
板状組織を板面に平行とする必要がある。本発明者等
は、板状組織を板面に対して平行にする方法について種
々検討した。その結果、板状組織の元の凝固組織である
柱状晶組織を分塊圧延時に倒れ込ませると、熱間圧延お
よび冷間圧延後の板状組織を板面に平行にできることを
見出した。

【００２６】本発明はこのような知見に基づいて完成さ
れたものであり、分塊圧延方向が鋼塊またはスラブの長
手方向の中心線に対して斜め方向に分塊圧延すること
（以下、斜め分塊圧延）、あるいは予め分塊圧延を幅方
向と長手方向の2段階に分けて行うこと（以下、クロス
分塊圧延）によって、柱状晶組織を倒れ込ませ板面に平
行にでき、分塊圧延のための鋼塊およびスラブの加熱の
みで長時間の均熱処理を行わなくともスジむらが認めら
れにくいFe-Ni系合金薄板およびFe-Ni-Co系合金薄板を
製造できるようになる。

【００２７】本発明における斜め分塊圧延方法の模式図
を図４に示す。鋼塊またはスラブの長手方向の中心線に
対して15〜45度の角度をなすように分塊圧延する。ま
た、本発明におけるクロス分塊圧延方法の模式図を図５
に示す。第１段階で、鋼塊あるいはスラブの幅方向に分
塊圧延し、第２段階で長手方向に分塊圧延する。

【００２８】しかし、鋼塊またはスラブを前記のように
分塊圧延しても、鋼塊およびスラブにおけるNiミクロ偏
析の濃度変動が大きく、冷間圧延板のエッチング加工す
る面内でNiミクロ偏析の濃度変動部の幅が500μmを超え
ると、最終製品におけるエッチング孔界面においてNi濃
度変化に起因した凹凸が大きくなりエッチング不良が生
じる。Niミクロ偏析の濃度変動部の幅が500μm以下であ
る場合には、最終製品における板厚方向のNi濃度変化ピ
ッチが小さくなりエッチング不良とはならない。従っ
て、本発明では、エッチング加工する面内におけるNiミ
クロ偏析の濃度変動部の幅が500μm以下の合金薄板を対
象とする。

【００２９】冷間圧延板におけるNiミクロ偏析の濃度変
動部の幅は、鋼塊またはスラブのデンドライトアーム間
隔に対応している。鋼塊またはスラブの冷却速度を5℃/
分以上に大きくすることで、鋼塊またはスラブのデンド
ライトアーム間隔を狭めることが出来るため、冷間圧延
板のNiミクロ偏析の濃度変動部の幅を500μm以下とする
ことができる。

【００３０】Niのミクロ偏析は、製品原板のエッチング
加工する面内における圧延直角方向の表面または断面に
ついてNi成分の濃度変動部の幅を分析する。具体的に
は、製品原板の圧延直角方向の表面または断面につい
て、電子線マイクロアナライザー等によりNi成分の濃度
を分析して、Ni濃度分布曲線を求める。

【００３１】Ni濃度分布曲線において、平均Ni濃度をNi
av(%)、平均Ni濃度Ni av(%)を超えるNi偏析部がn箇所
あり、i番目のNi偏析部の幅をSiとした場合、Niミクロ
偏析の濃度変動部の幅S(μm)は、S(μm)=ΣSi/nから求
める。

【００３２】図６は、電子線マイクロアナライザーによ
り、Fe-36mass%Ni合金薄板の圧延直角方向のNi成分の濃
度を分析した結果の一例である。図６の場合、平均Ni濃
度Niav(%)を超えるNi偏析部が7箇所あり、Ni濃度変動部
の幅S(μm)は、S(μm)=Σ(S1+S2+…S7)/7から求める。
このNi濃度変動部の幅が大きいと板状組織が平行であっ
てもスジむらが顕著になる。

【００３３】本発明はこれらの知見に基づいて完成され
たものであり、第１に、Ni：30〜45mass%を含有するFe-
Ni系合金からなり、エッチング加工する面内におけるNi
ミクロ偏析の濃度変動部の幅が500μm以下である電子部
品用低熱膨張合金薄板の製造に際して、造塊法で溶製さ
れた前記Fe-Ni系合金鋼塊または連続鋳造法で溶製され
た前記合金鋼スラブの分塊圧延を行うにあたり、分塊圧
延方向が鋼塊またはスラブの長手方向の中心線に対して
15〜45度の角度をなすように分塊圧延することを特徴と
する、エッチング性に優れた電子部品用低熱膨張合金の
分塊圧延方法を提供するものである。

【００３４】第２に、Ni：20〜40mass%、Co：7mass%以
下を含有し、かつNi+Coが27〜40mass%であるFe-Ni-Co系
合金からなり、エッチング加工する面内におけるNiミク
ロ偏析の濃度変動部の幅が500μm以下である電子部品用
低熱膨張合金薄板の製造に際して、造塊法で溶製された
前記Fe-Ni系合金鋼塊または連続鋳造法で溶製された前
記合金鋼スラブの分塊圧延を行うにあたり、分塊圧延方
向が鋼塊またはスラブの長手方向の中心線に対して15〜
45度の角度をなすように分塊圧延することを特徴とす
る、エッチング性に優れた電子部品用低熱膨張合金の分
塊圧延方法を提供するものである。

【００３５】第３に、Ni：30〜45mass%を含有するFe-Ni
系合金からなり、エッチング加工する面内におけるNiミ
クロ偏析の濃度変動部の幅が500μm以下である電子部品
用低熱膨張合金薄板の製造に際して、造塊法で溶製され
た前記Fe-Ni系合金鋼塊または連続鋳造法で溶製された
前記合金鋼スラブの分塊圧延を行うにあたり、分塊圧延
率が10〜60%となるようにまず幅方向に分塊圧延し、次
いで所定の鋼塊またはスラブの厚さまで長手方向に分塊
圧延することを特徴とする、エッチング性に優れた電子
部品用低熱膨張合金の分塊圧延方法を提供するものであ
る。

【００３６】第４に、Ni：20〜40mass%、Co：7mass%以
下を含有し、かつNi+Coが27〜40mass%であるFe-Ni-Co系
合金からなり、エッチング加工する面内におけるNiミク
ロ偏析の濃度変動部の幅が500μm以下である電子部品用
低熱膨張合金薄板の製造に際して、造塊法で溶製された
前記Fe-Ni系合金鋼塊または連続鋳造法で溶製された前
記合金鋼スラブの分塊圧延を行うにあたり、分塊圧延率
が10〜60%となるようにまず幅方向に分塊圧延し、次い
で所定の鋼塊またはスラブの厚さまで長手方向に分塊圧
延することを特徴とする、エッチング性に優れた電子部
品用低熱膨張合金の分塊圧延方法を提供するものであ
る。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について更に説明す
る。

【００３８】本発明においては、電子部品の性能を低下
させる寸法変化や位置ずれが生じないような十分な低熱
膨張性を得るために、Niを30〜45mass%を含有するFe-Ni
系合金を用いる。このような合金を用いることにより、
室温〜100℃の平均熱膨張係数が2.0×10^-6/℃以下であ
るような低熱膨張合金薄板が実現される。

【００３９】また、本発明の他の実施の形態において
は、7mass%以下のCoを添加したFe-Ni-Co系合金を用い
る。この場合には、Ni：20〜40mass%、Co：7mass%以下
を含有し、かつNi+Coが27〜40mass%である。このような
組成の合金を用いることにより、上記Fe-Ni系合金と同
様の低熱膨張性を得ることが出来る。Coが7mass%を超え
るとエッチング性が著しく低下するため、Co量の上限を
7mass%とする。

【００４０】本発明の合金は、上記元素の他に、本発明
の効果が損なわれない範囲であれば、Si、Mn、B、N、O
を含有しても良いが、Si≦0.07mass%、Mn≦0.5mass%、B
≦0.02mass%、N≦0.005mass%、O≦0.002mass%の範囲に
制限することが望ましい。

【００４１】これらの元素のうち、Siは溶鋼の脱酸元素
として使用することができるが、過剰に存在すると黒化
処理において板表層に濃化し、均質で黒色の酸化膜形成
を阻害するため0.07mass%以下であることが好ましい。M
nは良好な熱間加工性を確保する上で有用であるが、過
剰に存在するとエッチング性を低下させ、また黒化処理
において板の表層に濃化し均質で黒色の酸化膜形成を阻
害するため、0.5mass%以下とすることが望ましい。Bは
熱間加工性の向上やスケール生成を抑制する効果がある
が、過剰に存在すると黒化処理において板の表層に濃化
し、均質で黒色の酸化膜形成を阻害するため0.02mass%
以下とすることが望ましい。Nはプレス加工性の劣化や
エッチング性の劣化をもたらすため、0.005mass%とする
ことが望ましい。Oはプレス前の軟質化焼鈍時に結晶粒
の成長を阻害し、プレス成型性を劣化させるので、0.00
2mass%以下であることが望ましい。

【００４２】上記成分組成の低熱膨張合金薄板を得るた
めに、本発明においては、まず上記成分組成の合金を転
炉または電気炉で溶解し、連続鋳造法あるいは造塊法で
スラブ（連続鋳造法の場合）または鋼塊（造塊法の場
合）を製造する。この場合に、連続鋳造法によりΔT≦2
0℃での低温鋳造（但し、ΔT＝タンディッシュの溶湯温
度−本発明で規定したFe-Ni合金の液相線温度）および
電磁撹拌装置（EMS）による溶湯撹拌を行うと、鋼塊ま
たはスラブの中央に等軸晶組織が得られる。造塊法で等
軸晶組織を得るためには低温鋳造および電磁撹拌の代わ
りに超音波振動が必要となる。一方、ΔT＞20℃での高
温鋳造を行うと連続鋳造法および造塊法のいずれにおい
ても完全柱状晶組織となる。

【００４３】次いで、前記で得た鋼塊又はスラブを分塊
圧延する。分塊圧延に先立つ加熱条件は分塊圧延時の焼
き割れを防止できる条件であれば充分で、加熱温度1100
℃以上、保持時間1時間以上でよく、従来行われていた
ようなNi偏析改善のための1250℃以上の高温でかつ20時
間以上の長時間の均熱処理が不要である。

【００４４】分塊圧延に際しては、斜め分塊圧延又はク
ロス分塊圧延を行う。斜め分塊圧延の場合、鋼塊または
スラブの長手方向の中心線に対して15〜45度の角度をな
すように分塊圧延する。分塊圧延角度が15度未満では柱
状晶を倒れ込ませ平行にする効果がなく、また分塊圧延
角度が45度を超える場合には分塊圧延幅が広くなりすぎ
るため圧延ロールおよび熱延加熱炉など幅制約を受けハ
ンドリングが困難となる問題点が生ずる。なお、斜め分
塊圧延は分塊圧延率が25%以上となるように実施すれば
十分で、残りの分塊圧延を長手方向に平行に分塊圧延す
ると、熱延板および冷間圧延後の合金板の板状組織は板
面に平行な組織となる。

【００４５】クロス分塊圧延の場合、分塊圧延率が10〜
60%となるようにまず幅方向に分塊圧延し、次いで所定
の鋼塊またはスラブの厚さまで長手方向に分塊圧延す
る。なお、幅方向の分塊圧延と引き続き行う長手方向の
分塊圧延との間には新たな加熱を必要としない。幅方向
の分塊圧延率が10%未満では柱状晶を倒れ込ませ板面に
平行にする効果がなく、また幅方向の分塊圧延率が60%
超えでは分塊圧延幅が広くなりすぎるためハンドリング
が困難となり、縦2条にスラブ切断する必要が生ずる。

【００４６】その後、必要があれば1050〜1320℃で30分
間以上の加熱を施し、熱間圧延により厚さ2〜4mmの熱延
鋼板を得る。この熱延鋼板について、冷間圧延と750℃
以上での焼鈍を1回以上行い、板厚0.08〜0.25mmの薄板
を製造する。この際に、鋼塊から薄板までの累積圧下率
は99%以上とする。これにより、目的とする電子部品用
低熱膨張合金薄板が得られる。

【００４７】本発明は、エッチング加工される電子部品
用の合金薄板全般を対象とするが、特に高精度のエッチ
ング加工と低熱膨張性が要求されるエッチング加工によ
る孔ピッチが300μm以下のシャドウマスク用素材の製造
方法として好適である。本発明における低熱膨張特性を
有するFe-Ni系またはFe-Ni-Co系合金薄板を素材とする
シャドウマスクは熱膨張による位置ずれが少ないので、
これを用いたブラウン管の画像は一段と鮮明になる。

【００４８】

【実施例】以下、本発明の合金薄板をシャドウマスク用
素材として使用する場合の実施例について説明する。

【００４９】（実施例１）表１に本実施例で用いた鋼の
化学成分組成を示す。ここではシャドウマスク用素材と
して必要な低熱膨張特性、黒化処理性およびプレス成形
性が得られるA〜Cの3種類を溶製した。

【００５０】

【表１】

【００５１】これらの鋼を溶製して得た鋼塊およびスラ
ブに対して、1100〜1250℃で5〜10時間の加熱を施し、
分塊圧延を行った後熱間圧延して厚さ2.0〜4.0mmの熱延
鋼板を得た。さらに冷間圧延と700℃以上の温度での焼
鈍を1〜4回行い、板厚0.08〜0.25mmの表２に示す薄板N
o.1〜13を製造した。なお、No.1〜10が本発明例であ
り、No.11〜13が比較例である。

【００５２】これらNo.1〜13の薄板を製造した際の、分
塊圧延条件を表2に示す。柱状晶が斜めに存在するかど
うかを、焼鈍後の鋼板よりも倒れ込み角度が明瞭である
熱延板で評価した。すなわち板状組織の熱延板の圧延方
向に対する垂直断面を10wt%塩化第二鉄溶液で腐食し角
度により評価した。これらの鋼塊およびスラブを使用し
て製造した薄板についてエッチング不良の有無を評価し
た。また、冷延鋼板のNi偏析変動幅を調査した。その結
果も表２に示す。

【００５３】

【表２】

【００５４】エッチング性の評価は電子ビーム通過孔の
孔径が120μmφ、孔ピッチ250μmであるフォトマスクを
使用してフォトエッチング穿孔試験を行い、加工後のシ
ャドウマスクの外観を観察し、エッチング不良の発生状
況、すなわちスジむらの有無と加工精度の良否を判定し
た。このときのフォトエッチングは、液温60℃、47ボー
メ濃度の塩化第二鉄水溶液をスプレー圧2.0kgf/cm²でス
プレー処理する条件で行った。エッチング不良の有無
は、一方向光源を用いた透過光および反射光による目視
観察によって判定した。

【００５５】表２に示すように、本発明例であるNo.1〜
10では、スジむらが発生しない低熱膨張合金薄板が得ら
れた。

【００５６】これに対して、比較例であるNo.11，No.13
は板状組織に起因するスジむらを生じた。No.12はエッ
チング孔界面の凹凸が大きく孔径が真円でなく、いびつ
となるエッチング不良を生じた。（実施例２）実施例１と同様の化学成分組成の鋼を溶製
して得た鋼塊およびスラブに対して、1150〜1250℃で1
〜150時間の加熱を施し、その後分塊圧延を行った。そ
の後熱間圧延して厚さ2.0〜4.0mmの熱延鋼板を得た。さ
らに冷間圧延と700℃以上の温度での焼鈍を1〜4回行
い、板厚0.10〜0.22mmの表３に示す薄板No.1〜16を製造
した。なお、No.1〜13が本発明例であり、No.14〜16が
比較例である。

【００５７】これらNo.1〜16の薄板を製造した際の、分
塊圧延条件を表３に示す。熱延板の板状組織角度、Ni偏
析変動幅、エッチング不良の有無を、実施例１と同様に
調査した。調査結果も表３に示す。

【００５８】

【表３】

【００５９】表３に示すように、本発明例であるNo.1〜
13では、スジむらが発生しない低熱膨張合金薄板が得ら
れた。

【００６０】これに対して、比較例であるNo.14、No.15
は板状組織に起因するスジむらを生じた。No.16はエッ
チング孔界面の凹凸が大きく孔径が真円でなく、いびつ
となるエッチング不良を生じた。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特定組成のFe-Ni系合金またはFe-Ni-Co系合金を素材と
して用い、Niミクロ偏析の濃度変動部の幅を規定し、造
塊鋼塊および連続鋳造スラブの分塊圧延において、長手
方向中心線に対して斜めに行う分塊圧延を組み合わせ、
あるいは幅方向と長手方向の分塊圧延を組み合わせるこ
とによって、エッチングによるスジむらが発生しない電
子部品用の低熱膨張合金が提供され、特に高精度の加工
が必要なコンピューターディスプレイに使用されるシャ
ドウマスク用素材として好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】鋼塊およびスラブの断面における凝固組織の模
式図。

【図２】均熱処理を実施しない場合の熱間圧延および冷
間圧延後の柱状晶組織の模式図。

【図３】シャドウマスクのエッチング孔界面の模式図。

【図４】本発明の斜め分塊圧延方法を説明する図。

【図５】本発明の幅方向および長手方向の分塊圧延方法
を説明する図。

【図６】電子線マイクロアナライザーにより、Fe-36mas
s%Ni合金薄板の圧延直角方向のNi成分の濃度を分析した
結果の一例を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ２２Ｃ 38/10 Ｃ２２Ｃ 38/10 Ｆターム(参考） 4E002 AA07 AB02 CB03 4K032 AA02 AA09 AA10 AA16 AA21 AA25 AA31 BA01 CA02 CA03 CB02 CG02 CH04 5C027 HH02 HH03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】 Ni：30〜45mass%を含有するFe-Ni系合金
からなり、エッチング加工する面内におけるNiミクロ偏
析の濃度変動部の幅が500μm以下である電子部品用低熱
膨張合金薄板の製造に際して、造塊法で溶製された前記
Fe-Ni系合金鋼塊または連続鋳造法で溶製された前記合
金鋼スラブの分塊圧延を行うにあたり、分塊圧延方向が
鋼塊またはスラブの長手方向の中心線に対して15〜45度
の角度をなすように分塊圧延することを特徴とする、エ
ッチング性に優れた電子部品用低熱膨張合金の分塊圧延
方法。
【請求項２】 Ni：20〜40mass%、Co：7mass%以下を含
有し、かつNi+Coが27〜40mass%であるFe-Ni-Co系合金か
らなり、エッチング加工する面内におけるNiミクロ偏析
の濃度変動部の幅が500μm以下である電子部品用低熱膨
張合金薄板の製造に際して、造塊法で溶製された前記Fe
-Ni系合金鋼塊または連続鋳造法で溶製された前記合金
鋼スラブの分塊圧延を行うにあたり、分塊圧延方向が鋼
塊またはスラブの長手方向の中心線に対して15〜45度の
角度をなすように分塊圧延することを特徴とする、エッ
チング性に優れた電子部品用低熱膨張合金の分塊圧延方
法。
【請求項３】 Ni：30〜45mass%を含有するFe-Ni系合金
からなり、エッチング加工する面内におけるNiミクロ偏
析の濃度変動部の幅が500μm以下である電子部品用低熱
膨張合金薄板の製造に際して、造塊法で溶製された前記
Fe-Ni系合金鋼塊または連続鋳造法で溶製された前記合
金鋼スラブの分塊圧延を行うにあたり、分塊圧延率が10
〜60%となるようにまず幅方向に分塊圧延し、次いで所
定の鋼塊またはスラブの厚さまで長手方向に分塊圧延す
ることを特徴とする、エッチング性に優れた電子部品用
低熱膨張合金の分塊圧延方法。
【請求項４】 Ni：20〜40mass%、Co：7mass%以下を含
有し、かつNi+Coが27〜40mass%であるFe-Ni-Co系合金か
らなり、エッチング加工する面内におけるNiミクロ偏析
の濃度変動部の幅が500μm以下である電子部品用低熱膨
張合金薄板の製造に際して、造塊法で溶製された前記Fe
-Ni系合金鋼塊または連続鋳造法で溶製された前記合金
鋼スラブの分塊圧延を行うにあたり、分塊圧延率が10〜
60%となるようにまず幅方向に分塊圧延し、次いで所定
の鋼塊またはスラブの厚さまで長手方向に分塊圧延する
ことを特徴とする、エッチング性に優れた電子部品用低
熱膨張合金の分塊圧延方法。