荫罩用Fe-Ni合金和杂质观察法和电子线透过孔均匀性判别法制造技术

本发明专利技术提供Ｎｉ：３４～３８％、Ｍｎ：０．５％以下、余量Ｆｅ和不可避免的杂质或伴随元素的Ｃ：０．１０％以下、Ｓｉ：０．３０％以下、Ａｌ：０．３０％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｐ：０．００５％以下的荫罩用Ｆｅ－Ｎｉ合金，且此材料表面镜面抛光后，在３％硝酸－乙醇溶液中２０℃下，浸渍３０秒钟时，直径为０．５μｍ～１０μｍ的蚀刻孔的出现频率为２０００个／ｍｍ↑［２］以上。和在Ｆｅ－Ｎｉ合金材料中微小夹杂物或析出物存在的简易观察方法以及由蚀刻加工穿设电子线透过孔时孔径均匀性的判别方法。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于以微细蚀刻加工穿孔的荫罩用Fe-Ni合金原材料，特别是涉及用蚀刻加工穿设电子线透过孔时，可得孔径均匀的电子线透过孔的Fe-Ni合金荫罩用原材料。本专利技术也涉及在Fe-Ni合金原材料中微小夹杂物或析出物存在的简易观察方法以及Fe-Ni合金荫罩用原材料的、用蚀刻加工穿设电子线透过孔时的电子线透过孔的孔径均匀性的事前判别方法。历来，彩色阴极射线管用的荫罩一般使用软钢。然而，若连续使用阴极射线管，则由于电子线的照射，荫罩的温度上升，由于热膨胀，荧光体和电子线照射位置变得不一致起来，产生套色不准。也即，在使彩色显像管运行时，通过荫罩孔的电子束是全部电子束的1/3以下，而其余的电子束则轰击在荫罩上，所以引起荫罩的温度上升。因此，在彩色阴极射线管用的荫罩领域，从套色不准的观点出发，使用低热膨胀系数的、被称为“36合金”的Fe-Ni合金。作为Fe-Ni合金荫罩用原材料的制造方法是将规定的Fe-Ni合金经例如用VIM炉的真空冶炼或用LF的炉外精炼熔制后，铸造成锭，锻造后热轧，除去扁坯表面的氧化皮，反复进行冷轧和退火(再结晶退火)，最终退火后，进行最终冷轧，使精加工到厚0.3mm以下预定片厚。随后，纵切之，得到规定板宽的荫罩用原材料。脱脂后，两面涂敷光刻胶，随后烤出图形使显像后，用蚀刻液穿孔加工，经将每片切断，得到平面屏罩。将平面屏罩在非氧化性气氛气中退火使其具有冲压加工性后(在普雷斯阿尼尔法中，此退火是在蚀刻前对最终轧材施行的)，用冲压球面成型为屏罩形态。最后，将球面成型的屏罩脱脂后，在水蒸汽或燃气气氛气中进行黑化处理，形成在表面上的黑化氧化膜。这样制成了荫罩。在本专利技术中，将供给最后冷轧后的电子线透过孔蚀刻加工的材料总称之为荫罩用原材料。这样的荫罩一般使用氯化铁通过众所周知的蚀刻加工形成电子线的透过孔。蚀刻加工是应用光刻技术形成在合金带的一侧表面上具有多数例如直径80μm的正圆形开孔部、而在另一侧表面的相对位置上形成具有例如直径180μm的正圆形开孔部的掩膜后，将氯化铁水溶液雾状喷涂。通过此蚀刻加工得到具有致密而排列整齐的微小开孔部的荫罩，但由于蚀刻条件局部的参差而产生开孔部直径的参差。此参差如变大，则将荫罩组装入阴极射线管时，将成为套色不准的产品而不适用。历来，此开孔部直径的参差是蚀刻加工荫罩时成品率下降，成本增大的主要原因。关于开孔部直径参差的抑制问题，过去曾作过各种研究，在材料方面，例如特开平05-08 6441号和特开平10-111614号提出通过控制集合组织来防止该参差的方法。这些方法企图通过集合组织的控制达到蚀刻加工的均匀性。然而，通过本专利技术人的锐意研究，结果弄清有用这样的公知技术所不能防止的电子线透过孔的孔径参差现象的存在。附附图说明图1示出，用蚀刻加工所形成的电子线透过孔的“正常孔”和“异常孔”一例的SEM照片(仅在一侧表面蚀刻时比较观察孔的形状)，该“异常孔”是经本专利技术新发现的、成为孔径参差的原因。此异常孔的特征是孔壁面与正常孔相比粗糙；孔轮廓部被异常腐蚀，显示出锯齿形态；同时，孔径比预定孔径有变大的倾向。此异常孔的特征由于蚀刻条件等的不同而有程度上的变化，也有时壁面也不粗糙，不能明白地观察到锯齿状。由于此异常孔的发生所致孔径偏差用历来技术是不能防止的。本专利技术的课题是提供用蚀刻加工形成电子线透过孔时，即使局部蚀刻条件有偏差也不在开孔部直径上发生参差的Fe-Ni合金荫罩用原材料。本专利技术人为了完成上述课题，从历来所未有的全新观点出发，就金属组织和作为上述异常孔起因的开孔部直径参差之间的关系进行了锐意的研究。结果发现将Fe-Ni合金荫罩用原材料的表面镜面抛光，在3％硝酸-乙醇溶液中20℃下，浸渍30秒钟后，在其腐蚀面上存在许多蚀刻孔的Fe-Ni合金荫罩用原材料上，在其后电子线透过孔蚀刻加工时难以产生开孔部直径的参差。在此情况下业已判明如0.5μm～10μm的蚀刻孔的存在频率在2000个/mm2以上，则显示对电子线透过孔蚀刻加工时开孔部直径参差的抑制效果。这里，在测定腐蚀面的蚀刻孔时，在纯度≥99.5％的乙醇(JIS K8101特级)100ml中混入浓度60％的硝酸(JIS K8541)，调配成腐蚀液。再用光学显微镜，在使腐蚀面的暗视野像×400的倍率下摄影，在此照片上测定直径0.5μm～10μm的蚀刻孔。再用图像解析装置就0.2mm2的面积来计算测定蚀刻孔。几乎所有的用3％硝酸-乙醇溶液蚀刻孔的内部都存在夹杂物或析出物粒子，对这些粒子成分鉴定的结果，它们是Al2O3、SiO2、MnO、MgO、CaO、MnS、CaS、AlN、BN等。本专利技术人还详细弄清微小的夹杂物或析出物和在3％硝酸-乙醇溶液中20℃下，浸渍30秒钟时所生蚀刻孔之间的关系。也即，将各种Fe-Ni合金原材料表面镜面抛光，在其表面上用电子显微镜寻找直径为0.1μm～5μm的夹杂物或析出物、在3％硝酸-乙醇溶液中腐蚀该位置，当在光学显微镜的暗视野下观察该腐蚀面时，可看见在对应于该夹杂物或析出物的部分有蚀刻孔。又，该蚀刻孔直径是0.5μm～10μm。反过来说，在3％硝酸-乙醇溶液中腐蚀而显出的蚀刻孔中有直径为0.1μm～5μm的夹杂物或析出物存在。由于对不用电子显微镜就不能直接观察的微小夹杂物或析出物作为蚀刻孔而进行光学显微镜观察，因此，上述的观察方法是微小夹杂物或析出物简易观察的有效方法。例如，当工业生产含有所期微小夹杂物或析出物量的Fe-Ni合金时，为了管理产品的品质，就在制造车间内检查产品所含夹杂物或析出物等时，本专利技术观察方法是极为有用的。微小夹杂物或析出物对由于蚀刻加工所致电子线透过孔开孔部直径的参差抑制的机理，尚未详细明了，但可作如下推测。本专利技术所涉及的Fe-Ni合金一般用氯化铁对荫罩作蚀刻加工。此时，将保护掩膜涂布于材料上，将不开孔部分覆盖，仅在开孔部分上接触氯化铁水溶液。如果在此开孔部有微细的夹杂物或析出物(以下只以夹杂物表之)存在，则此夹杂物就作为腐蚀的起点而起作用，促进基体的蚀刻。如所有的开孔部都不存在夹杂物，则不管哪个开孔部都成为同样的蚀刻状态，孔径的参差就不发生了。然而，在现实的工业生产中，使夹杂物全无是困难的，在若干开孔部成为腐蚀起点的夹杂物以某些几率存在。在有这样腐蚀起点的开孔部比其四周无起点的开孔部的蚀刻速度快，因此，开孔径就更大些。更且在有起点的开孔部比其四周无起点的开孔部早开始蚀刻，因此，有起点的开孔部成为电化学上的阳极，而无起点的开孔部则成为阴极。在此情况下，腐蚀速度之差进一步加大，蚀刻加工终了后的开孔径差也变大了。另一方面，如原材料以某些频率以上含有微细的夹杂物时，哪一个开孔部也能均等地存在夹杂物，则开孔部直径上的参差也就不发生了。在发生上述本专利技术中的“异常孔”的原材料中，成为腐蚀起点的夹杂物只以某频率以下存在，因此，遍布原材料全体的夹杂物均匀性就丧失了。在此情况下，虽然大半开孔部含有平均水平的夹杂物，但是发生了①不含夹杂物的开孔部；②含夹杂物多的开孔部；③在其内部夹杂物的分布有偏差的开孔部等。在此种其夹杂物的含有状态与平均水平不同的开孔部相对于含有平均水平夹杂物的开孔部，其夹杂物对蚀刻的贡献程度产生差别，因此，在蚀刻速度上产生差异。结果，在孔壁面，孔轮廓部，孔径等上具有带特征的本文档来自技高网...

【技术保护点】
用蚀刻加工穿设电子线透过孔时的电子线透过孔的孔径均匀性优良的Ｆｅ－Ｎｉ合金荫罩用原材料，该材料是由以质量百分率（％）计含Ｎｉ∶３４～３８％、Ｍｎ∶０．５％以下、余量Ｆｅ和作为不可避免的杂质或伴随元素的∶Ｃ∶０．１０％以下。Ｓｉ∶０．３０％以下、Ａｌ：０．３０％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ｐ：０．００５％以下所组成的Ｆｅ－Ｎｉ系合金荫罩用原材料，其特征在于：将所述原材料的表面抛光后，在３％硝酸－乙醇溶液中、２０℃下，浸渍３０秒钟时，直径０．５μｍ～１０μｍ的蚀刻孔以２０００个／ｍｍ↑［２］以上的频率出现。

【技术特征摘要】
JP 2000-4-19 117766/001．用蚀刻加工穿设电子线透过孔时的电子线透过孔的孔径均匀性优良的Fe-Ni合金荫罩用原材料，该材料是由以质量百分率(％)计含Ni:34～38％、Mn:0.5％以下、余量Fe和作为不可避免的杂质或伴随元素的C:0.10％以下。Si:0.30％以下、Al:0.30％以下、S:0.005％以下、P:0.005％以下所组成的Fe-Ni系合金荫罩用原材料，其特征在于将所述原材料的表面抛光后，在3％硝酸-乙醇溶液中、20℃下，浸渍30秒钟时，直径0.5μm～10μm的蚀刻孔以2000个/mm2以上的频率出现。2．Fe-Ni合金原材料中微小夹杂物或析出物存在的简易观察方法，其特征在于在由以质量百分率(％)计含Ni:34～38％、Mn:0.5％以下、余量Fe和作为不可避免的杂质或伴随元素的C:0.10％以下、Si:0.30％以下、Al:0.30...

【专利技术属性】
技术研发人员：喜多芳久，波多野隆绍，
申请(专利权)人：日矿金属株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]