專利名稱：蔭罩用Fe－Ni合金和雜質(zhì)觀察法和電子線透過(guò)孔均勻性判別法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于以微細(xì)蝕刻加工穿孔的蔭罩用Fe-Ni合金原材料，特別是涉及用蝕刻加工穿設(shè)電子線透過(guò)孔時(shí)，可得孔徑均勻的電子線透過(guò)孔的Fe-Ni合金蔭罩用原材料。本發(fā)明也涉及在Fe-Ni合金原材料中微小夾雜物或析出物存在的簡(jiǎn)易觀察方法以及Fe-Ni合金蔭罩用原材料的、用蝕刻加工穿設(shè)電子線透過(guò)孔時(shí)的電子線透過(guò)孔的孔徑均勻性的事前判別方法。
歷來(lái)，彩色陰極射線管用的蔭罩一般使用軟鋼。然而，若連續(xù)使用陰極射線管，則由于電子線的照射，蔭罩的溫度上升，由于熱膨脹，熒光體和電子線照射位置變得不一致起來(lái)，產(chǎn)生套色不準(zhǔn)。也即，在使彩色顯像管運(yùn)行時(shí)，通過(guò)蔭罩孔的電子束是全部電子束的1/3以下，而其余的電子束則轟擊在蔭罩上，所以引起蔭罩的溫度上升。
因此，在彩色陰極射線管用的蔭罩領(lǐng)域，從套色不準(zhǔn)的觀點(diǎn)出發(fā)，使用低熱膨脹系數(shù)的、被稱為“36合金”的Fe-Ni合金。
作為Fe-Ni合金蔭罩用原材料的制造方法是將規(guī)定的Fe-Ni合金經(jīng)例如用VIM爐的真空冶煉或用LF的爐外精煉熔制后，鑄造成錠，鍛造后熱軋，除去扁坯表面的氧化皮，反復(fù)進(jìn)行冷軋和退火(再結(jié)晶退火)，最終退火后，進(jìn)行最終冷軋，使精加工到厚0.3mm以下預(yù)定片厚。隨后，縱切之，得到規(guī)定板寬的蔭罩用原材料。脫脂后，兩面涂敷光刻膠，隨后烤出圖形使顯像后，用蝕刻液穿孔加工，經(jīng)將每片切斷，得到平面屏罩。將平面屏罩在非氧化性氣氛氣中退火使其具有沖壓加工性后(在普雷斯阿尼爾法中，此退火是在蝕刻前對(duì)最終軋材施行的)，用沖壓球面成型為屏罩形態(tài)。最后，將球面成型的屏罩脫脂后，在水蒸汽或燃?xì)鈿夥諝庵羞M(jìn)行黑化處理，形成在表面上的黑化氧化膜。這樣制成了蔭罩。
在本發(fā)明中，將供給最后冷軋后的電子線透過(guò)孔蝕刻加工的材料總稱之為蔭罩用原材料。
這樣的蔭罩一般使用氯化鐵通過(guò)眾所周知的蝕刻加工形成電子線的透過(guò)孔。蝕刻加工是應(yīng)用光刻技術(shù)形成在合金帶的一側(cè)表面上具有多數(shù)例如直徑80μm的正圓形開(kāi)孔部、而在另一側(cè)表面的相對(duì)位置上形成具有例如直徑180μm的正圓形開(kāi)孔部的掩膜后，將氯化鐵水溶液霧狀噴涂。
通過(guò)此蝕刻加工得到具有致密而排列整齊的微小開(kāi)孔部的蔭罩，但由于蝕刻條件局部的參差而產(chǎn)生開(kāi)孔部直徑的參差。此參差如變大，則將蔭罩組裝入陰極射線管時(shí)，將成為套色不準(zhǔn)的產(chǎn)品而不適用。歷來(lái)，此開(kāi)孔部直徑的參差是蝕刻加工蔭罩時(shí)成品率下降，成本增大的主要原因。
關(guān)于開(kāi)孔部直徑參差的抑制問(wèn)題，過(guò)去曾作過(guò)各種研究，在材料方面，例如特開(kāi)平05-08 6441號(hào)和特開(kāi)平10-111614號(hào)提出通過(guò)控制集合組織來(lái)防止該參差的方法。這些方法企圖通過(guò)集合組織的控制達(dá)到蝕刻加工的均勻性。
然而，通過(guò)本發(fā)明人的銳意研究，結(jié)果弄清有用這樣的公知技術(shù)所不能防止的電子線透過(guò)孔的孔徑參差現(xiàn)象的存在。附

圖1示出，用蝕刻加工所形成的電子線透過(guò)孔的“正?？住焙汀爱惓？住币焕腟EM照片(僅在一側(cè)表面蝕刻時(shí)比較觀察孔的形狀)，該“異常孔”是經(jīng)本發(fā)明新發(fā)現(xiàn)的、成為孔徑參差的原因。此異?？椎奶卣魇强妆诿媾c正常孔相比粗糙；孔輪廓部被異常腐蝕，顯示出鋸齒形態(tài)；同時(shí)，孔徑比預(yù)定孔徑有變大的傾向。此異常孔的特征由于蝕刻條件等的不同而有程度上的變化，也有時(shí)壁面也不粗糙，不能明白地觀察到鋸齒狀。由于此異?？椎陌l(fā)生所致孔徑偏差用歷來(lái)技術(shù)是不能防止的。
本發(fā)明的課題是提供用蝕刻加工形成電子線透過(guò)孔時(shí)，即使局部蝕刻條件有偏差也不在開(kāi)孔部直徑上發(fā)生參差的Fe-Ni合金蔭罩用原材料。
本發(fā)明人為了完成上述課題，從歷來(lái)所未有的全新觀點(diǎn)出發(fā)，就金屬組織和作為上述異常孔起因的開(kāi)孔部直徑參差之間的關(guān)系進(jìn)行了銳意的研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)將Fe-Ni合金蔭罩用原材料的表面鏡面拋光，在3％硝酸-乙醇溶液中20℃下，浸漬30秒鐘后，在其腐蝕面上存在許多蝕刻孔的Fe-Ni合金蔭罩用原材料上，在其后電子線透過(guò)孔蝕刻加工時(shí)難以產(chǎn)生開(kāi)孔部直徑的參差。在此情況下業(yè)已判明如0.5μm～10μm的蝕刻孔的存在頻率在2000個(gè)/mm2以上，則顯示對(duì)電子線透過(guò)孔蝕刻加工時(shí)開(kāi)孔部直徑參差的抑制效果。這里，在測(cè)定腐蝕面的蝕刻孔時(shí)，在純度≥99.5％的乙醇(JIS K8101特級(jí))100ml中混入濃度60％的硝酸(JIS K8541)，調(diào)配成腐蝕液。再用光學(xué)顯微鏡，在使腐蝕面的暗視野像×400的倍率下攝影，在此照片上測(cè)定直徑0.5μm～10μm的蝕刻孔。再用圖像解析裝置就0.2mm2的面積來(lái)計(jì)算測(cè)定蝕刻孔。
幾乎所有的用3％硝酸-乙醇溶液蝕刻孔的內(nèi)部都存在夾雜物或析出物粒子，對(duì)這些粒子成分鑒定的結(jié)果，它們是Al2O3、SiO2、MnO、MgO、CaO、MnS、CaS、AlN、BN等。
本發(fā)明人還詳細(xì)弄清微小的夾雜物或析出物和在3％硝酸-乙醇溶液中20℃下，浸漬30秒鐘時(shí)所生蝕刻孔之間的關(guān)系。也即，將各種Fe-Ni合金原材料表面鏡面拋光，在其表面上用電子顯微鏡尋找直徑為0.1μm～5μm的夾雜物或析出物、在3％硝酸-乙醇溶液中腐蝕該位置，當(dāng)在光學(xué)顯微鏡的暗視野下觀察該腐蝕面時(shí)，可看見(jiàn)在對(duì)應(yīng)于該夾雜物或析出物的部分有蝕刻孔。又，該蝕刻孔直徑是0.5μm～10μm。反過(guò)來(lái)說(shuō)，在3％硝酸-乙醇溶液中腐蝕而顯出的蝕刻孔中有直徑為0.1μm～5μm的夾雜物或析出物存在。
由于對(duì)不用電子顯微鏡就不能直接觀察的微小夾雜物或析出物作為蝕刻孔而進(jìn)行光學(xué)顯微鏡觀察，因此，上述的觀察方法是微小夾雜物或析出物簡(jiǎn)易觀察的有效方法。例如，當(dāng)工業(yè)生產(chǎn)含有所期微小夾雜物或析出物量的Fe-Ni合金時(shí)，為了管理產(chǎn)品的品質(zhì)，就在制造車間內(nèi)檢查產(chǎn)品所含夾雜物或析出物等時(shí)，本發(fā)明觀察方法是極為有用的。
微小夾雜物或析出物對(duì)由于蝕刻加工所致電子線透過(guò)孔開(kāi)孔部直徑的參差抑制的機(jī)理，尚未詳細(xì)明了，但可作如下推測(cè)。
本發(fā)明所涉及的Fe-Ni合金一般用氯化鐵對(duì)蔭罩作蝕刻加工。此時(shí)，將保護(hù)掩膜涂布于材料上，將不開(kāi)孔部分覆蓋，僅在開(kāi)孔部分上接觸氯化鐵水溶液。如果在此開(kāi)孔部有微細(xì)的夾雜物或析出物(以下只以?shī)A雜物表之)存在，則此夾雜物就作為腐蝕的起點(diǎn)而起作用，促進(jìn)基體的蝕刻。如所有的開(kāi)孔部都不存在夾雜物，則不管哪個(gè)開(kāi)孔部都成為同樣的蝕刻狀態(tài)，孔徑的參差就不發(fā)生了。然而，在現(xiàn)實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)中，使夾雜物全無(wú)是困難的，在若干開(kāi)孔部成為腐蝕起點(diǎn)的夾雜物以某些幾率存在。在有這樣腐蝕起點(diǎn)的開(kāi)孔部比其四周無(wú)起點(diǎn)的開(kāi)孔部的蝕刻速度快，因此，開(kāi)孔徑就更大些。更且在有起點(diǎn)的開(kāi)孔部比其四周無(wú)起點(diǎn)的開(kāi)孔部早開(kāi)始蝕刻，因此，有起點(diǎn)的開(kāi)孔部成為電化學(xué)上的陽(yáng)極，而無(wú)起點(diǎn)的開(kāi)孔部則成為陰極。在此情況下，腐蝕速度之差進(jìn)一步加大，蝕刻加工終了后的開(kāi)孔徑差也變大了。另一方面，如原材料以某些頻率以上含有微細(xì)的夾雜物時(shí)，哪一個(gè)開(kāi)孔部也能均等地存在夾雜物，則開(kāi)孔部直徑上的參差也就不發(fā)生了。
在發(fā)生上述本發(fā)明中的“異?？住钡脑牧现校蔀楦g起點(diǎn)的夾雜物只以某頻率以下存在，因此，遍布原材料全體的夾雜物均勻性就喪失了。在此情況下，雖然大半開(kāi)孔部含有平均水平的夾雜物，但是發(fā)生了①不含夾雜物的開(kāi)孔部；②含夾雜物多的開(kāi)孔部；③在其內(nèi)部夾雜物的分布有偏差的開(kāi)孔部等。在此種其夾雜物的含有狀態(tài)與平均水平不同的開(kāi)孔部相對(duì)于含有平均水平夾雜物的開(kāi)孔部，其夾雜物對(duì)蝕刻的貢獻(xiàn)程度產(chǎn)生差別，因此，在蝕刻速度上產(chǎn)生差異。結(jié)果，在孔壁面，孔輪廓部，孔徑等上具有帶特征的異常腐蝕的孔在電子顯微鏡下被檢出。又，這種異?？卓勺鳛殚_(kāi)孔部直徑的參差而評(píng)價(jià)。
這樣，在本發(fā)明中，與歷來(lái)概念相反，將微細(xì)夾雜物以一定數(shù)以上積極地導(dǎo)入Fe-Ni合金基體中，因此，排除或減低由蝕刻加工所致電子線透過(guò)孔開(kāi)孔部直徑的參差。
基于以上知識(shí)與考察，本發(fā)明提供用蝕刻加工穿設(shè)電子線透過(guò)孔的孔徑均勻性優(yōu)良的Fe-Ni合金蔭罩用原材料，其特征是在由以質(zhì)量百分率(％)計(jì)的(以下用％表示)Ni:34～38％、Mn:0.5％以下，余量Fe和作為不可避免雜質(zhì)或伴隨元素的C:0.10％以下，Si:0.30％以下、Al:0.30％以下、S:0.005％以下、P:0.005％以下組成的Fe-Ni合金蔭罩用原材料上，將該原材料表面鏡面拋光后，在3％硝酸-乙醇溶液中20℃下，浸漬30秒鐘時(shí)，直徑為0.5μm～10μm的蝕刻孔以2000個(gè)/mm2以上的頻率顯示。
與此相關(guān)聯(lián)，本發(fā)明也提供在以質(zhì)量百分率(％)計(jì)由含Ni:34～38％、Mn:0.5％以下，余量Fe和作為不可避免雜質(zhì)或伴隨元素的C:0.10％以下，Si:0.30％以下。Al:0.30％以下、S:0.005％以下、P:0.005％以下組成的Fe-Ni合金原材料中的微小夾雜物或析出物存在的簡(jiǎn)易觀察方法以及Fe-Ni合金蔭罩用原材料電子線透過(guò)孔孔徑均勻性的事前判別方法
(1)在Fe-Ni合金原材料中微小夾雜物或析出物存在的簡(jiǎn)易觀察方法，其特征在于；將該原材料的表面鏡面拋光后在3％硝酸-乙醇溶液中20℃下，浸漬30秒鐘時(shí)的蝕刻孔用光學(xué)顯微鏡觀察，從該光學(xué)顯微鏡觀察結(jié)果可間接地觀察到不用電子顯微鏡就直接觀察不到的微小夾雜物或析出物的存在；(2)Fe-Ni合金蔭罩用原材料電子線透過(guò)孔的孔徑均勻性的事前判別方法將該原材料表面鏡面拋光后，在3％硝酸-乙醇溶液中20℃下，浸漬30秒鐘時(shí)，直徑為0.5μm～10μm的蝕刻孔以2000個(gè)/mm2以上的頻率顯出，以此作為基準(zhǔn)來(lái)判別用蝕刻加工穿設(shè)電子線透過(guò)孔時(shí)的電子線透過(guò)孔的孔徑均勻性優(yōu)越。
本發(fā)明中規(guī)定Fe-Ni合金蔭罩用原材料的Ni含量為34～38％。這是因?yàn)槿绻鸑i含量超出此范圍，則熱膨脹系數(shù)增大而不能用于蔭罩的緣故，Mn是為了使對(duì)熱加工性有害的S無(wú)害化而添加的。然而，Mn如超過(guò)0.5％，則原材料變硬，其加工性變壞。因此，Mn含量的上限定在0.5％。
另外，F(xiàn)e-Ni合金中作雜質(zhì)或伴隨元素含有的C、Si、Al和P的上限值分別限制在0.10％、0.30％、0.30％和0.005％，這是因?yàn)槌^(guò)該濃度含有這些元素時(shí)，損害蝕刻穿孔性則不可能作為蔭罩用材料使用，S含量超過(guò)0.005％時(shí)材料的熱軋加工性顯著受損害。因此，S含量的上限定為0.005％。
以下詳述本發(fā)明Fe-Ni合金原材料用3％硝酸-乙醇溶液所致蝕刻特性(1)蝕刻孔的個(gè)數(shù)當(dāng)將Fe-Ni合金表面在3％硝酸-乙醇溶液中20℃下，浸漬30秒鐘時(shí)所發(fā)生的直徑為0.5μm～10μm的蝕刻孔個(gè)數(shù)在2000個(gè)/mm2以上時(shí)，可抑制用蝕刻加工形成電子線透過(guò)孔時(shí)的電子線透過(guò)孔開(kāi)孔徑的參差。因此，在本發(fā)明目的中規(guī)定直徑為0.5μm～10μm的蝕刻孔必要的個(gè)數(shù)在2000個(gè)/mm2以上。蝕刻孔最好在2500～10000個(gè)/mm2的范圍內(nèi)分散。
再者，蝕刻孔的形狀是大致球形的，在測(cè)定其直徑時(shí)，測(cè)定在與軋制方向平行方向上的孔徑。
(2)蝕刻孔的直徑在3％硝酸-乙醇溶液中20℃下、浸漬30秒后的蝕刻孔中與小于0.5μm的孔相對(duì)應(yīng)的夾雜物對(duì)于用蝕刻加工形成電子線透過(guò)孔時(shí)的電子線透過(guò)孔的開(kāi)孔徑參差的抑制效果小；又，與超過(guò)10μm的孔相對(duì)應(yīng)的夾雜物顯著地傷害電子線透過(guò)孔蝕刻加工時(shí)開(kāi)孔部的形狀，因此，規(guī)定蝕刻孔的直徑為0.5μm～10μm。
(3)夾雜物、析出物的種類如果在3％硝酸-乙醇溶液中，在20℃下，浸漬30秒鐘后，作為蝕刻孔來(lái)觀察的話，則夾雜物、析出物的種類不論和哪個(gè)金屬構(gòu)成的氧化物、氮化物、碳化物都無(wú)所謂，可有Al2O3、SiO2、MnO、MgO、CaO、MnS、CaS、AlN、BN等。
如最初所述那樣，在Fe-Ni合金蔭罩用原材料的制造方法中，將規(guī)定的Fe-Ni合金經(jīng)在例如VIM爐中真空冶煉或在LF中的爐外精煉熔制后，鑄造成錠，鍛造后熱軋，除去扁坯表面的氧化皮，反復(fù)進(jìn)行冷軋和退火(再結(jié)晶退火)，最終退火后進(jìn)行精軋到厚度0.3mm以下預(yù)定厚度的最終冷軋。隨后，縱切之，得到預(yù)定板寬的蔭罩用原材料。將蔭罩用原材料脫脂后，兩面涂敷光刻膠，烤出圖形顯像后，用蝕刻液穿孔加工，將各片切斷，即成平面屏罩。將平面屏罩在非氧化性氣氛氣中退火，對(duì)其賦予沖壓加工性后(在普雷斯阿尼爾法中此退火是在蝕刻前對(duì)最終軋材進(jìn)行的)，用沖壓球面成型為蔭罩形態(tài)。最后，球面成型的屏罩脫脂后，在水蒸氣或燃?xì)鈿夥罩羞M(jìn)行黑化處理，在表面上形成黑化氧化膜。這樣制得蔭罩。
在此一連串工序中，為了控制上述夾雜物的含量，首先，必須調(diào)整構(gòu)成夾雜物的各個(gè)元素(Al、Si、Mn、Mg、Ca、O、S、N等)的濃度。為此，以下事項(xiàng)是重要的①按照熔化原料的雜質(zhì)含量而選定熔化原料；②對(duì)于精煉時(shí)作為脫氧劑等添加的元素其添加量要適當(dāng)；③為調(diào)整氣體成分(O、S、N等)的含量，要留心溶煉時(shí)的氣氛氣，采取適當(dāng)精煉條件；④由于爐體材料和爐渣是雜質(zhì)的混入源，所以要使它們的組成適當(dāng)?shù)取?br> 其次，若按夾雜物生成過(guò)程對(duì)夾雜物分類則有a)在金屬熔液中生成者；b)將金屬熔液鑄造時(shí)在錠中結(jié)晶出來(lái)或析出者；c)在加工錠的過(guò)程中，在鍛造、熱軋、再結(jié)晶退火中析出者等。
如Al2O3、SiO2、MgO、CaO、CaS等化學(xué)上穩(wěn)定的夾雜物經(jīng)過(guò)a)或b)的過(guò)程而被導(dǎo)入錠中，則在其后的熱處理(鍛造、熱軋、再結(jié)晶退火等)中該夾雜物不會(huì)有大的變化。因此，錠的熔制條件對(duì)這些夾雜物的量有重要影響。但是，用鍛造、熱軋、冷軋等對(duì)原材料加工時(shí)，夾雜物有時(shí)或開(kāi)裂或變形，其形態(tài)有變化。
另一方面，就MnS和BN等化學(xué)上不穩(wěn)定的夾雜物來(lái)說(shuō)c)的過(guò)程對(duì)它也是重要的。也即，構(gòu)成夾雜物的元素在Fe-Ni原材料中的溶解度當(dāng)溫度越高時(shí)它越大，因此，當(dāng)在高溫進(jìn)行熱處理時(shí)，夾雜物消失(固溶)，而在低溫進(jìn)行熱處理時(shí)，則有夾雜物生成(析出)反應(yīng)。固溶進(jìn)行狀況和析出進(jìn)行狀況的邊界溫度依夾雜物的組成及其構(gòu)成元素的濃度而變化，但在定性上，當(dāng)在低溫進(jìn)行熱處理或加熱的冷卻速度慢時(shí)，夾雜物就增加。
如上述那樣，有幾個(gè)導(dǎo)入微小夾雜物的手段，使用哪個(gè)手段也沒(méi)問(wèn)題。
冷軋并不參與夾雜物的固溶/析出，如加以說(shuō)明的話，則其壓下量按如下理由而受制約。這里，軋制壓下量(R)是以R(％)=(t0-t)/t0×100來(lái)定義，其中，t0是軋制前的厚度；t1是軋制后的厚度。如最終再結(jié)晶退火前的冷軋壓下量超過(guò)85％，則(200)集合組織顯著發(fā)達(dá)，蝕刻加工孔的正圓度下降；另一方面，如加工度低于50％，則產(chǎn)品中的(200)集合組織的發(fā)達(dá)度過(guò)低，蝕刻速度下降。當(dāng)最終冷軋加工度超過(guò)40％時(shí)，軋制集合組織極度發(fā)達(dá)，蝕刻速度下降；另一方面，加工度低于10％時(shí)，在為賦予沖壓加工前的沖壓成型性的退火中，未再結(jié)晶組織殘留下來(lái)，沖壓成型性下降。
在這樣的考慮下，由于導(dǎo)入滿足如下條件的微小夾雜物，在用蝕刻加工形成電子線透過(guò)孔時(shí)，即使局部的蝕刻條件有偏差，也可得到不發(fā)生基于上述異常孔的開(kāi)孔部直徑有參差的Fe-Ni合金蔭罩用原材料。該微小夾雜物應(yīng)滿足的條件是控制制造條件，將原材料表面鏡面拋光后，在3％硝酸-乙醇溶液中20℃下，經(jīng)30秒鐘浸漬時(shí)，直徑為0.5μm～10μm的蝕刻孔以2000個(gè)/mm2以上的頻率顯示。
由于將此原材料提供為形成電子線透過(guò)孔的蝕刻加工，從而得到在使多數(shù)夾雜物分散的基體上形成電子線透過(guò)孔的、改善基于異?？姿麻_(kāi)孔部的直徑參差的，形成電子線透過(guò)孔的蔭罩用原材料。
更且，按照本發(fā)明對(duì)基于質(zhì)量百分率(％)(以下以％表示)的Ni:34-38％、Mn:0.5％以下、余量Fe和作為不可避免的雜質(zhì)或伴隨元素的C:0.10％以下。Si:0.30％以下、Al:0.30％以下。S:0.005％以下、P:0.005％以下組成的Fe-Ni合金原材料提供如下兩個(gè)方法對(duì)Fe-Ni合金中微小夾雜物或析出物存在的簡(jiǎn)單觀察方法，其特征在于將該原材料的表面鏡面拋光后，在3％硝酸-乙醇溶液中20℃下，浸漬30秒鐘時(shí)出現(xiàn)的蝕刻孔用光學(xué)顯微鏡觀察，從該光學(xué)顯微鏡觀察的結(jié)果，間接地觀察到不用電子顯微鏡就不能直接觀察的微小夾雜物或析出物的存在；蔭罩用Fe-Ni合金原材料的電子線透過(guò)孔的孔徑均勻性的事前判別方法將該原材料表面鏡面拋光后，在3％硝酸-乙醇溶液中20℃下，浸漬30秒鐘時(shí)，直徑為0.5μm～10μm的蝕刻孔以2000個(gè)/mm2以上的頻率顯示，以此作為基準(zhǔn)，判別用蝕刻加工穿設(shè)電子線透過(guò)孔時(shí)的電子線透過(guò)孔均勻性優(yōu)良。
上述的觀察方法和判別方法是將不用電子顯微鏡就不能直接觀察的微小夾雜物或析出物作為蝕刻孔用光學(xué)顯微鏡觀察。因此，是簡(jiǎn)易觀察微小夾雜或析出物的有效方法；也是事前判別蝕刻穿孔加工電子線透過(guò)孔時(shí)的孔徑均勻性優(yōu)良的有效方法。例如，在工業(yè)生產(chǎn)含有所期微小夾雜物或析出物量的Fe-Ni合金時(shí)，當(dāng)管理產(chǎn)品品質(zhì)，對(duì)于在制造車間現(xiàn)場(chǎng)檢查產(chǎn)品所含夾雜物或析出物等是極為有用的。
實(shí)施例將Ni濃度和雜質(zhì)(伴隨元素)的濃度調(diào)整到Ni:35.8～36.5％、Mn:0.2～0.5％、Si:0.02～0.3％、S:0.0005～0.005％、Al:0.01～0.3％、C:0.001～0.1％、P:0.001～0.003范圍，其次，將合金錠熱鍛造、熱軋，接著除去表面氧化皮后反復(fù)進(jìn)行冷軋和退火，再作最終冷軋，制得0.13mm厚的合金帶(用冷軋加工到厚為0.6mm，進(jìn)行再結(jié)晶退火，再以壓下量為75％冷軋到厚為0.15mm，再結(jié)晶退火后，最后以壓下量33％冷軋到0.1mm)。再者，將合金錠的熔制方法和隨后熱軋后的冷卻條件、熱處理方法以上述方式改變，使夾雜物或析出物的量變化。
關(guān)于最終軋制時(shí)的各試料，將從不同位置的十個(gè)地方取的表面鏡面拋光，在3％硝酸-乙醇溶液中浸漬30秒，在光學(xué)顯微鏡的暗視野下觀察，測(cè)定直徑為0.5μm～10μm的蝕刻孔的數(shù)。
這里所得合金帶中，試料No.1～7是滿足本發(fā)明重要條件的實(shí)施例，No.8～12則是比較例。
其次，在這些合金帶上應(yīng)用公知的光刻技術(shù)，在合金帶一側(cè)表面上形成具有多數(shù)直徑80μm的正圓開(kāi)孔部的掩膜；而在另一側(cè)表面相對(duì)位置上形成具有直徑180μm的正圓開(kāi)孔部的掩膜之后，將氯化鐵水溶液噴霧，形成蝕刻加工孔。測(cè)定所形成的100個(gè)電子線透過(guò)孔最大直徑。所有進(jìn)入80±2μm的孔評(píng)價(jià)為“良”，含有最大直徑小于78μm和超過(guò)82μm(各孔中最大直徑值)者中一個(gè)以上者評(píng)價(jià)為“不良”。
從表1所示結(jié)果示出，本發(fā)明有關(guān)試料No.1～7的直徑0.5μm～10μm蝕刻孔個(gè)數(shù)有2000個(gè)/mm2以上，因此，在電子線透過(guò)孔蝕刻加工時(shí)，電子線透過(guò)孔的開(kāi)孔徑不發(fā)生參差，顯示均勻的蝕刻穿孔性。
與此相反，試料No.8～12的蝕刻孔數(shù)不足2000個(gè)/mm2。用蝕刻加工所得電子線透過(guò)孔的開(kāi)孔徑超出規(guī)定值，蝕刻穿孔性不良。
總之，如從上述結(jié)果所知那樣，由于滿足本發(fā)明要件，故在電子線透過(guò)孔蝕刻加工時(shí)在電子線透過(guò)孔的蝕刻開(kāi)孔徑不發(fā)生參差，才可能使Fe-Ni合金的蔭罩用原材料具有優(yōu)良的蝕刻穿孔性。
如以上所說(shuō)明那樣，本發(fā)明就Fe-Ni合金蔭罩用原材料，對(duì)由于蝕刻加工時(shí)的異?？姿麻_(kāi)孔部直徑參差的問(wèn)題，從歷來(lái)所無(wú)的全部觀點(diǎn)查明在微小夾雜物多到一定數(shù)以上的Fe-Ni合金原材料中難以產(chǎn)生這樣的開(kāi)孔部直徑參差，由于積極地將微小夾雜物導(dǎo)入材料整體中，當(dāng)以蝕刻加工穿設(shè)電子線透過(guò)孔時(shí)，從微觀的觀點(diǎn)看來(lái)也可能得到具有均勻孔徑的透過(guò)孔?？珊?jiǎn)易而方便地事前判別出來(lái)Fe-Ni合金蔭罩用原材料優(yōu)劣，從而提高蔭罩產(chǎn)品的合格率。
本發(fā)明對(duì)以蝕刻加工穿設(shè)電子線透過(guò)孔的蔭罩用原材料有效，對(duì)于蝕刻加工后不需沖壓成型加工而僅附加張力使保持平坦形狀的蔭罩等也有效。又，本發(fā)明對(duì)電子線透過(guò)孔的形狀不需正圓形而穿設(shè)橢圓形、長(zhǎng)方形等透過(guò)孔的蔭罩也有效。也可能應(yīng)用于除蔭罩以外，如導(dǎo)線框等施加微細(xì)蝕刻加工的用途。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明圖1用蝕刻加工穿設(shè)電子線透過(guò)孔時(shí)。“正?？住昂捅景l(fā)明新發(fā)現(xiàn)的、成為孔徑參差原因的“異?？住币焕腟EM照片。
表1
權(quán)利要求
1．用蝕刻加工穿設(shè)電子線透過(guò)孔時(shí)的電子線透過(guò)孔的孔徑均勻性優(yōu)良的Fe-Ni合金蔭罩用原材料，該材料是由以質(zhì)量百分率(％)計(jì)含Ni:34～38％、Mn:0.5％以下、余量Fe和作為不可避免的雜質(zhì)或伴隨元素的C:0.10％以下。Si:0.30％以下、Al:0.30％以下、S:0.005％以下、P:0.005％以下所組成的Fe-Ni系合金蔭罩用原材料，其特征在于將所述原材料的表面拋光后，在3％硝酸-乙醇溶液中、20℃下，浸漬30秒鐘時(shí)，直徑0.5μm～10μm的蝕刻孔以2000個(gè)/mm2以上的頻率出現(xiàn)。
2．Fe-Ni合金原材料中微小夾雜物或析出物存在的簡(jiǎn)易觀察方法，其特征在于在由以質(zhì)量百分率(％)計(jì)含Ni:34～38％、Mn:0.5％以下、余量Fe和作為不可避免的雜質(zhì)或伴隨元素的C:0.10％以下、Si:0.30％以下、Al:0.30％以下、S:0.005％以下、P:0.005％以下所組成的Fe-Ni合金原材料中，將該原材料表面鏡面拋光后，在3％硝酸-乙醇溶液中20℃下，浸漬30秒鐘時(shí)所出現(xiàn)的蝕刻孔用光學(xué)顯微鏡觀察，從該光學(xué)顯微鏡的觀察結(jié)果可間接地觀察到不用電子顯微鏡就不能直接觀察的微小夾雜物或析出物的存在。
3．Fe-Ni合金蔭罩用原材料電子線透過(guò)孔的孔徑均勻性的事前判別方法，其特征在于在由以質(zhì)量百分率(％)計(jì)含Ni:34～38％、Mn:0.5％以下、余量Fe和作為不可避的雜質(zhì)或伴隨元素的C:0.10％以下、Si:0.30％以下、Al:0.30％以下、S:0.005％以下、P:0.005％以下所組成的Fe-Ni合金蔭罩用原材料中，將該原材料表面鏡面拋光后，在3％硝酸-乙醇溶液中。20℃下，浸漬30秒鐘時(shí)，直徑為0.5μm～10μm的蝕刻孔以2000個(gè)/mm2以上的頻率顯現(xiàn)，以此為基準(zhǔn)判別用蝕刻加工穿設(shè)電子線透過(guò)孔時(shí)電子線透過(guò)孔的優(yōu)良孔徑均勻性。
全文摘要
本發(fā)明提供Ni:34～38%、Mn:0.5%以下、余量Fe和不可避免的雜質(zhì)或伴隨元素的C:0.10%以下、Si:0.30%以下、Al:0.30%以下、S:0.005%以下、P:0.005%以下的蔭罩用Fe－Ni合金,且此材料表面鏡面拋光后,在3%硝酸－乙醇溶液中20℃下,浸漬30秒鐘時(shí),直徑為0.5μm～10μm的蝕刻孔的出現(xiàn)頻率為2000個(gè)/mm
文檔編號(hào)G01N1/28GK1318651SQ01111269
公開(kāi)日2001年10月24日 申請(qǐng)日期2001年3月15日 優(yōu)先權(quán)日2000年4月19日
發(fā)明者喜多芳久, 波多野隆紹 申請(qǐng)人:日礦金屬株式會(huì)社