KR20020080065A - Electrolytes for fe-ni alloy electroforming - Google Patents
Electrolytes for fe-ni alloy electroforming Download PDFInfo
- Publication number
- KR20020080065A KR20020080065A KR1020010019169A KR20010019169A KR20020080065A KR 20020080065 A KR20020080065 A KR 20020080065A KR 1020010019169 A KR1020010019169 A KR 1020010019169A KR 20010019169 A KR20010019169 A KR 20010019169A KR 20020080065 A KR20020080065 A KR 20020080065A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- alloy
- nickel
- iron
- thin plate
- electrolytes
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D1/00—Electroforming
- C25D1/04—Wires; Strips; Foils
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
- C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Electroplating And Plating Baths Therefor (AREA)
Abstract
Description
본 발명은 철-니켈합금 박판(이하, Fe-Ni합금 박판)의 제조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전주도금법의 단일공정을 이용하여 Fe-Ni합금 박판을 제조하는 전해액에 관한 것이다.The present invention relates to the production of an iron-nickel alloy thin plate (hereinafter, Fe-Ni alloy thin plate), and more particularly to an electrolyte solution for producing a Fe-Ni alloy thin plate using a single process of electroplating method.
Fe-Ni합금은 합금조성에 따라 다양한 특성을 나타내며 그 조성에 따라 공업적 용도가 결정된다. 널리 사용되는 합금조성으로는 Fe-36%Ni의 조성을 갖는 인바(invar)와 Fe-78%Ni의 조성을 갖는 퍼말로이(permalloy) 등이 대표적이며, 그 사용 용도는 하기와 같다.Fe-Ni alloys exhibit various characteristics depending on the alloy composition and their industrial use is determined by their composition. As the alloy composition widely used, invar having a composition of Fe-36% Ni and permalloy having a composition of Fe-78% Ni are typical. The use thereof is as follows.
인바 합금은 일반적으로 섀도우 마스크용으로 사용되며, 섀도우 마스크는 CRT(Cathode Ray Tube) 내부에 장착되어 전자빔을 형광판의 형광체에 정확하게 유도하는 역할을 한다. 전자총에서 투사된 전자빔의 약 1/3 정도만이 형광체에 도달하고 나머지는 섀도우 마스크에 충돌하여 열에너지로 바뀌어 섀도우 마스크의 온도를 상승시키는 원인이 되며, 이때 발생된 열은 섀도우 마스크를 열팽창시키기 때문에 전자빔이 통과하는 구멍(hole)의 형상이 변하여 전자빔이 정확히 형광체에 도달하지 못하여 도밍효과(doming effect)라는 색번짐이 발생한다. 이와 같은 이유로 인하여 컬러 모니터의 해상력이 떨어지는 것을 방지하기 위하여 열팽창계수가 낮은 금속을 섀도우 마스크용 재료로 사용하게 된다. 섀도우 마스크용 재료는 열팽창계수에 따라 저급용과 고급용으로 구분되며, 저급용으로는 AK강(Al-killed steel), 고급용으로는 인바합금을 주로 사용하게 된다. 인바 합금은 열팽창계수가 0~100℃에서 약 1.0×10-6정도로 AK강에 비해 1/10 수준의 값을 갖기 때문에 고화질(또는 대형) 모니터용 CRT에 주로 사용된다.Invar alloys are generally used for shadow masks, which are mounted inside the Cathode Ray Tube (CRT) to accurately guide the electron beam to the phosphor of the phosphor. Only about one third of the electron beam projected from the electron gun reaches the phosphor, and the rest impinges on the shadow mask and converts it into thermal energy, causing the temperature of the shadow mask to rise, causing heat to expand the shadow mask. The shape of the passing hole is changed so that the electron beam does not reach the phosphor precisely, causing color bleeding called a doming effect. For this reason, in order to prevent the resolution of the color monitor from falling, a metal having a low thermal expansion coefficient is used as a shadow mask material. Shadow mask materials are classified into low grade and high grade according to the coefficient of thermal expansion. AK steel (Al-killed steel) is used for low grade, and inva alloy is used for high grade. Invar alloy is mainly used in high quality (or large) monitor CRT because its coefficient of thermal expansion is about 1/10 of AK steel at about 1.0 × 10 -6 at 0 ~ 100 ℃.
한편 전기·전자기기 회로에 요구되는 특성의 전류를 공급하는 부분인 스위치모드 파워 서플라이(SMPS)의 효율 극대화, 손실 극소화를 위해 서는 고주파에서 작동되는 인덕터(inductor), 변압기 등이 요구되며, 이러한 인덕터나 변압기의 핵심부는 고주파에서의 높은 투자율, 낮은 보자력, 높은 포화자속밀도, 온도안정성 등이 요구된다. 이를 위하여 전기강판, 규소강, 퍼말로이(Fe-78%Ni) 등을 사용하게 되며, 특히 알람택(alarm tag)과 같이 낮은 자성에서도 반응하는 부품에는 퍼말로이를 사용하게 된다.On the other hand, in order to maximize efficiency and minimize loss of switch mode power supply (SMPS), which is a part that supplies the electric current of the characteristic required for electric and electronic circuits, an inductor and a transformer operated at high frequency are required. The core of the transformer requires high permeability, low coercivity, high saturation flux density, and temperature stability at high frequencies. To this end, electrical steel sheet, silicon steel, permalloy (Fe-78% Ni), etc. are used, and in particular, permalloy is used for components that react even at low magnetic properties such as alarm tags.
또한 IC(integrated circuit) 칩(chip)을 지지하는 리드프레임은 칩과 외부를 전기적으로 접속하는 역할과 함께 칩에서 발생한 열을 외부로 방출하는 경로 역할을 하게 되는데, 여기에 사용되는 소재는 수천 여종이 있으나 그 대표적인 예가 Fe-42%Ni합금이다. Fe-42%Ni합금은 실리콘과 열팽창계수가 유사하여 칩과 리드프레임간의 열응력을 최소화할 수 있으므로 고밀도 DRAM에 적합하다.In addition, the lead frame supporting the integrated circuit (IC) chip serves as an electrical connection between the chip and the outside and a path for dissipating heat generated from the chip to the outside. However, a representative example is Fe-42% Ni alloy. Fe-42% Ni alloy is suitable for high density DRAM because its thermal expansion coefficient is similar to that of silicon to minimize thermal stress between chip and leadframe.
그러나 상기와 같은 필요성에도 불구하고 Fe-Ni합금 박판의 제조 공정이 복잡하고 수율이 낮아 제조 공정의 개선이 요구되어 왔다.However, in spite of the necessity as described above, the manufacturing process of the Fe-Ni alloy thin plate is complicated and the yield is low, and thus the improvement of the manufacturing process has been required.
일반적으로 박판의 제조 방법으로는 쌍롤을 이용한 연속주조법, 멜트스피닝법, 압연법을 이용하고 있다. 연속주조를 이용한 박판의 제조는 현재 열연판재 두께까지의 제조에 성공한 수준이며 극박판 제조는 아직 성공하지 못하였다. 이 방법에서는 제조 공정 중 아르곤 가스 등으로 공정 분위기를 조절하게 되는데 이때 생긴 기포에 의해 주편 표면에 포유물(inclusion) 등의 제조 결함이 발생되는 경우가 있으며, 분사된 가스에 의해 주편 표면이 과열(superheating)되어 표면 응고층이 파괴되어 극단적인 경우 주편이 부러지는 등의 제조 문제가 있다. 멜트스피닝(melt spining)법은 급속응고를 이용한 박판의 제조법 중의 하나로서, 회전하는 냉각롤에 용융금속을 분사시켜 금속 리본(박판)을 제조하는 방법으로 비교적 성분이 균일한 시편을 얻을 수는 있으나, 이를 위해서는 진공중에서 작업을 행해야 하는 문제가 있다. 대기 중에서 작업을 행하게 되면 주위 공기의 영향으로 균일한 시편을 얻기가 곤란하기 때문이다. 이를 해결하기 위하여 PFC(Planar Flow Casting)법이 대두되어 대기 중에서 작업이 가능해지기는 했으나, 롤과 노즐의 간격에 의해 리본의 두께, 균일성의 편차가 심하게 생기는 문제를 해결하지 못하고 있는 상황이다. 압연법은 다른 제조 방법에 비해 많이 보급된 방법이지만 박판으로 압연하는 경우 많은 단계의 압연 과정을 거쳐야 하므로 제조단가가 높아진다. 이러한 종래의 Fe-Ni합금 박판은 용해, 주조를 통하여 핫코일(Hot coil),잉곳(Ingot) 등으로 제조된 뒤 핫코일을 냉간 압연하거나 잉곳을 단조가공하여 극박판으로 제조하는 공정을 거쳐왔다.Generally, as a manufacturing method of a thin plate, the continuous casting method using a twin roll, the melt spinning method, and the rolling method are used. The manufacture of thin plates using continuous casting is currently successful in manufacturing up to the thickness of hot rolled sheet, and the manufacture of ultra thin plates has not yet been successful. In this method, the process atmosphere is controlled by argon gas, etc. during the manufacturing process, and manufacturing defects, such as inclusions, may occur on the surface of the cast steel by bubbles generated at this time, and the surface of the cast steel is superheated by the injected gas. ), There is a manufacturing problem such as breaking the surface coagulation layer and breaking the cast steel in extreme cases. Melt spinning is one of the methods for manufacturing thin plates using rapid solidification. The molten metal is sprayed onto a rotating cooling roll to produce a metal ribbon (thin plate), but a relatively uniform specimen can be obtained. For this purpose, there is a problem that the work must be performed in a vacuum. This is because it is difficult to obtain a uniform specimen under the influence of ambient air when the work is performed in the atmosphere. In order to solve this problem, the PFC (Planar Flow Casting) method has emerged, so that it is possible to work in the air. However, it is a situation that the variation of the thickness and uniformity of the ribbon is severely caused by the gap between the roll and the nozzle. Rolling method is a more popular method compared to other manufacturing methods, but when rolling a thin plate has to go through a number of steps of rolling process, the manufacturing cost increases. The conventional Fe-Ni alloy thin plate has been manufactured by hot coil (Hot coil), ingot (Ingot) and the like through melting and casting, followed by a process of cold rolling hot coil or forging the ingot to produce an ultra-thin plate.
일례로 미국특허번호4948434를 보면, 두께 0.1㎜ 이하의 극박판을 제조하기 위하여 다단계에 걸친 냉간 압연 및 어닐링을 실시하는 공정을 수행하고 있다. 76 내지 81중량%의 니켈과, 3 내지 5중량%의 몰리브덴과, 1.5 내지 3.0중량%의 구리와, 0.0015 내지 0.0050중량%의 붕소 및 나머지의 철과 부수적 불순물로 구성된 재료를 열간 가공하여 Fe-Ni 합금 판재를 제조한 후, 50 내지 98%의 감소비로 1차 냉간압연하고, 780 내지 950℃의 온도에서 어닐링을 한 후, 다시 75 내지 98%의 감소비로 2차 냉간압연하고 950 내지 1200℃의 온도에서 어닐링을 하는 공정을 수행하는 등 다단계에 걸친 극박 냉간압연 공정을 통하여 0.1㎜ 이하의 극박판을 제조하고 있다.For example, in US Patent No. 4948434, a multi-step cold rolling and annealing process is performed to produce an ultra-thin plate having a thickness of 0.1 mm or less. A material consisting of 76 to 81% by weight of nickel, 3 to 5% by weight of molybdenum, 1.5 to 3.0% by weight of copper, 0.0015 to 0.0050% by weight of boron, and the remaining iron and incidental impurities was subjected to hot After preparing the Ni alloy sheet, first cold rolling at a reduction ratio of 50 to 98%, annealing at a temperature of 780 to 950 ° C., then second cold rolling at a reduction ratio of 75 to 98%, and then 950 to 1200 ° C. An ultra-thin plate of 0.1 mm or less is manufactured through a multi-step ultra-cold cold rolling process such as annealing at a temperature of.
그러나 이와 같은 다단 극박 냉간압연 공정은 복잡하고 어려우며 장시간이 소요되는 단점이 있으며, 이와 같은 단점을 극복한다고 하더라도 압연과정에서 필히 따르는 형상, 두께 편차, 에지 크랙(edgd crack) 등의 문제를 해결하지 못하여 수율이 30% 미만으로 떨어지고 고정밀도 절단 작업 등에 문제가 있는 것으로 알려져 있다.However, this multi-stage ultra-thin cold rolling process is complicated, difficult, and takes a long time. Even if the disadvantages are overcome, problems such as shape, thickness variation, and edge cracking that are inevitably followed in the rolling process cannot be solved. It is known that the yield falls below 30% and is problematic for high precision cutting operations.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 제안된 것으로서, 전주도금의 단일공정만으로 소망하는 조성을 갖도록 제조되는 Fe-Ni합금 박판을 제공함에 그 목적이 있다.The present invention has been proposed in view of the above problems, and an object thereof is to provide a Fe-Ni alloy thin plate manufactured to have a desired composition by only a single process of electroplating.
도 1은 본 발명의 전주도금에 사용될 수 있는 전주도금장치 개략도이다.1 is a schematic diagram of a electroplating apparatus that can be used in the electroplating of the present invention.
상기와 같은 본 발명의 목적은 Fe-Ni합금 박판을 연속적으로 제조하기 위하여 철과 니켈의 몰비(mole-ratio)가 이상적(ideal)으로 특정된 전해액을 제공하는 것에 의해 달성 된다.The object of the present invention as described above is achieved by providing an electrolyte in which the molar ratio of iron and nickel is ideally specified in order to continuously manufacture the Fe—Ni alloy thin plate.
즉 본 발명은 Fe-36%Ni합금박판을 전주도금에 의해 연속적으로 제조하기 위해 철화합물과 니켈화합물을 포함하여서 되는 전해액에 있어서, 상기 전해액중의 철과 니켈의 몰비가 1:2.5 ~ 1:2.8인 것을 특징으로 한다.That is, in the present invention, in order to continuously manufacture the Fe-36% Ni alloy thin plate by electroplating, an electrolyte solution containing an iron compound and a nickel compound, wherein the molar ratio of iron and nickel in the electrolyte solution is 1: 2.5 to 1: It is characterized in that 2.8.
또한 본 발명은 Fe-42%Ni합금박판을 전주도금에 의해 연속적으로 제조하기 위해 철화합물과 니켈화합물을 포함하여서 되는 전해액에 있어서, 상기 전해액중의 철과 니켈의 몰비가 1:4.2 ~ 1:4.4인 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention is an electrolyte solution containing an iron compound and a nickel compound in order to continuously produce a Fe-42% Ni alloy thin plate by electroplating, the molar ratio of iron and nickel in the electrolyte solution 1: 4.2 ~ 1: It is characterized in that 4.4.
더 나아가 본 발명은 Fe-78%Ni합금박판을 전주도금에 의해 연속적으로 제조하기 위해 철화합물과 니켈화합물을 포함하여서 되는 전해액에 있어서, 상기 전해액중의 철과 니켈의 몰비가 1:22.0 ~ 1:22.3인 것을 특징으로 한다.Furthermore, in the present invention, in order to continuously manufacture the Fe-78% Ni alloy thin plate by electroplating, an electrolyte solution containing an iron compound and a nickel compound, wherein the molar ratio of iron and nickel in the electrolyte solution is 1: 22.0 to 1 It is characterized by: 22.3.
상기 철화합물과 니켈화합물은 특별히 한정하지 않으나 예를들면, 황산철(iron(II) sulfate)과 염화니켈(nickel(II) chloride), 황산철과황산니켈(nickel(II) sulfate), 염화철(iron(II) chloride)과 황산니켈 및 염화철과 염화니켈의 각 쌍으로부터 유래되어 전해액속에 포함될 수 있다.The iron compound and the nickel compound are not particularly limited, but for example, iron (II) sulfate and nickel (II) chloride, nickel sulfate and nickel sulfate, and iron chloride ( Iron (II) chloride) and nickel sulfate and each pair of iron chloride and nickel chloride may be included in the electrolyte.
또한 전해액은 위 두가지 성분외에 특정의 기능을 달성하기 위해 첨가될 수 있는 이미 알려진 각종의 첨가제를 포함 할 수 있다. 예를 들면, 전해액의 pH을 완충하기 위한 것(예,붕산(boric acid)), 계면 활성제로 금속 표면과 용액간의 계면 에너지를 줄이고 도금시 발생하는 수소거품의 제거를 용이하게 하기 위한 것(예,나트륨 라우릴 설페이트(sodium lauryl sulfate)), 도금층에 광택을 부여하며 응력을 완화하고 도금재의 결정립 미세화를 위한 것(예,사카린나트륨(sodium saccharin)), 전해질의 전도도를 증가시켜 도금층의 두께 분포를 균일하게 하기 위한 것(예,염화나트륨(sodium chloride) 및/또는 구연산나트륨(sodium citrate)) 등이다.In addition to the above two components, the electrolyte may include a variety of known additives that may be added to achieve a specific function. For example, to buffer the pH of the electrolyte (eg boric acid), to reduce the interfacial energy between the metal surface and the solution with a surfactant and to facilitate the removal of hydrogen bubbles generated during plating (eg Sodium lauryl sulfate), to give luster to the plating layer, to relieve stress and to refine the grains of the plating material (e.g. sodium saccharin), to increase the conductivity of the electrolyte to increase the thickness distribution of the plating layer To homogenize (e.g., sodium chloride and / or sodium citrate).
일반적으로 Fe-Ni합금 도금은 다른 합금 도금에 비해 도금 판재의 조성 조절이 어렵다. 이는 귀한(noble) 금속이 비한 금속보다 먼저 전착되어야 하나 Fe-Ni의 경우에는 비한금속인 철이 귀한 금속인 니켈보다 우선적으로 전착되는 이상합금현상이 일어나기 때문이다. 또한 도금층이 형성되었더라도 용액중에 존재하는 수화철 및 도금중 발생된 수소가 도금층으로 침입하여 취성이 강한 판재가 생산될 수 있으며, 전착층과 음극과의 분리가 진행되지 않아 도금층을 획득할 수 없는 문제가 생기는 경우가 많이 발생하였다.In general, Fe-Ni alloy plating is difficult to control the composition of the plated plate compared to other alloy plating. This is because the noble metal should be electrodeposited before the non-noble metal, but in the case of Fe-Ni, the abnormal alloy phenomenon in which the non-ferrous iron is preferentially electrodeposited over the precious metal nickel occurs. In addition, even if a plating layer is formed, the iron hydride present in the solution and hydrogen generated during plating may invade the plating layer to produce a highly brittle plate material, and the separation of the electrodeposition layer and the cathode does not proceed and thus the plating layer cannot be obtained. Many cases occur.
그러나 본 발명에서는 이러한 문제를 상기와 같이 전해액 중의 철과 니켈의몰비를 특정하는 것에 의해, 소망하는 조성을 갖는 Fe-Ni합금 박판을 전주도금법에 의하여 연속적으로 제조하게 된 것이다.However, in the present invention, by specifying the molar ratio of iron and nickel in the electrolyte as described above, the Fe-Ni alloy sheet having the desired composition is continuously produced by the electroplating method.
본 발명에 따른 전해액을 이용하여 연속적으로 Fe-Ni합금 박판을 제조하기 위한 장치는 특별히 한정되지는 않으나 본 발명의 실시예에서는 본 출원인의 대한민국 특허출원 제10-2000-7001559에 개시되고 청구하는 장치를 이용하는 것으로 하였으며 이를 도 1에 도시하였다. 도 1에서 도면부호 4는 전해액이고 5는 전해액을 수용하는 전해조이다. 도면부호 10은 벨트형 음극(cathode)이며, 11은 롤러이다. 도면부호 12는 상기 벨트형 음극(10)과 일정거리 이격되어 설치되는 평판형상의 양극(anode)으로 전해액 중에 완전히 잠기게 설치된다. 그리고 도시되지는 않았지만 음극과 양극 사이에 설치되어 전위를 가하는 전류장치를 포함한다.The apparatus for continuously manufacturing the Fe-Ni alloy thin plate using the electrolyte according to the present invention is not particularly limited, but in the embodiments of the present invention, the device disclosed and claimed in Korean Patent Application No. 10-2000-7001559 of the present applicant It is to be used as shown in FIG. In FIG. 1, reference numeral 4 denotes an electrolytic solution and 5 denotes an electrolytic cell containing an electrolyte solution. Reference numeral 10 is a belt cathode, and 11 is a roller. Reference numeral 12 is a plate-shaped anode (anode) which is installed to be spaced apart from the belt-shaped cathode 10 by a predetermined distance is installed to be completely submerged in the electrolyte. Although not shown, it includes a current device installed between the cathode and the anode to apply an electric potential.
상기와 같은 전주도금장치의 전류장치를 통하여 음극과 양극에 전위를 가하면, 음극 표면에 순금속 및 합금층이 전착되며, 전착된 합금박판층을 음극의 표면에서 분리하여 균일 조성의 박판을 연속적으로 제조하게 되는 것이다.When a potential is applied to the cathode and the anode through the current device of the electroplating apparatus as described above, a pure metal and an alloy layer are electrodeposited on the surface of the cathode, and the electrodeposited alloy thin layer is separated from the surface of the cathode to continuously manufacture a thin plate of uniform composition. Will be done.
이하 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 구체화한다.The present invention will be embodied by the following preferred examples.
이하의 모든 실시예는 청구항에서 특정한 기본 전해액 조성에 철과 니켈의 몰비만을 다르게 적용하였으며, 전주도금시의 전류밀도는 80㎃/㎠, 전해액의 온도는 45℃로 유지하였다. 전주도금장치는 316스테인리스강으로 제조하였으며, 벨트형 음극의 일부분을 전해액에 잠기도록 설치하였으며, 벨트형 음극과 평판형 양극 사이의 간격은 10㎜로 설정하였다. 또한 pH는 4.2로 유지하였으며, 도금이 진행되면 벨트형 음극으로부터 전착된 Fe-Ni합금 박판을 분리함으로써 소망하는 조성을 갖는 Fe-Ni합금 박판을 얻는다.In the following examples, only the molar ratio of iron and nickel was differently applied to the specific basic electrolyte composition in the claims, and the current density during electroplating was 80 mA / cm 2 and the temperature of the electrolyte was maintained at 45 ° C. The electroplating apparatus was made of 316 stainless steel, and a part of the belt-type cathode was installed to be immersed in the electrolyte, and the distance between the belt-type cathode and the plate-type anode was set to 10 mm. In addition, the pH was maintained at 4.2. When the plating proceeds, the Fe-Ni alloy thin plates having a desired composition are obtained by separating the electrodeposited Fe-Ni alloy thin plates from the belt-type negative electrode.
표 1에 소망하는 조성의 Fe-Ni합금 박판을 전주도금법으로 제조하기 위한 철과 니켈의 몰비 및 기타 첨가제의 조성을 나타내었다. 또한 제조된 박판의 합금 조성을 니켈의 중량%를 기준으로 나타내었다.Table 1 shows the composition of the molar ratios of iron and nickel and other additives for the production of Fe-Ni alloy thin sheets of desired composition by electroplating. In addition, the alloy composition of the prepared thin plate is shown based on the weight% of nickel.
표 1에서 알 수 있듯이 전주도금법에 의해서 생산되는 Fe-Ni합금 박판은 기타 첨가제의 첨가량에 의해서는 별다른 제한을 받지 않는 것으로 나타났으며, 이러한 사실은 우수한 반복재현성을 뒷받침해준다.As can be seen from Table 1, the Fe-Ni alloy sheet produced by the electroplating method is not limited by the amount of other additives, and this fact supports excellent repeatability.
실시예 1부터 21까지는 철과 니켈 이온의 공급원으로서 황산철과 염화니켈을 사용하였으며, 실시예 22부터 24까지는 황산철과 황산니켈을, 실시예 25부터 27까지는 염화철과 황산니켈을, 실시예 28부터 30까지는 염화철과 염화니켈을 각각 철과 니켈이온의 공급원으로 사용한 것으로서, 철과 니켈 이온의 공급원이 다르더라도 철과 니켈의 몰비만 특정하여 전주도금법을 적용하면 원하는 조성의 Fe-Ni합금 박판을 연속적으로 얻을 수 있음을 보여준다. 즉 인바 합금 조성(Fe-36%Ni)의 박판을 제조하기 위해서는 전해액 중의 Fe:Ni의 몰비가 1:2.5 ~ 1:2.8 이어야 하며, 리드프레임 대체용 합금(Fe-42%Ni) 박판을 제조하기 위해서는 전해액 중의 Fe:Ni의 몰비가 1:4.2 ~ 1:4.4 이어야 하며, 퍼말로이 합금 조성(Fe-78%Ni)의 박판을 제조하기 위해서는 전해액 중의 Fe:Ni의 몰비가 1:22.0 ~ 1:22.3 이어야 한다. 각각의 몰비를 벗어나게 되면 이상합금현상이 발생되어 소망하는 조성의 Fe-Ni합금 박판이 얻어지지 않으며, 전착된 합금층이 쉽게 박리되지 않는 물성을 갖게 되어 제조가 불가능해진다.In Examples 1 to 21, iron sulfate and nickel chloride were used as sources of iron and nickel ions, iron sulfate and nickel sulfate in Examples 22 to 24, iron chloride and nickel sulfate in Examples 25 to 27, and Example 28. From 30 to 30, iron chloride and nickel chloride were used as sources of iron and nickel ions, respectively. Even if the source of iron and nickel ions is different, only the molar ratio of iron and nickel is specified. Shows that it can be obtained continuously. That is, in order to manufacture a thin plate of Invar alloy composition (Fe-36% Ni), the molar ratio of Fe: Ni in the electrolyte solution should be 1: 2.5 to 1: 2.8, and an alloy (Fe-42% Ni) thin plate for leadframe replacement should be manufactured. The molar ratio of Fe: Ni in the electrolyte solution must be 1: 4.2 to 1: 4.4, and the molar ratio of Fe: Ni in the electrolyte solution is 1: 22.0 to 1 in order to produce a thin plate of permalloy alloy composition (Fe-78% Ni). Must be 22.3. When the molar ratio is out of each other, an abnormal alloy phenomenon occurs and the Fe-Ni alloy thin plate of a desired composition is not obtained, and the electrodeposited alloy layer has physical properties that are not easily peeled off, making it impossible to manufacture.
다음으로는 소망하는 조성으로 제조된 Fe-Ni합금 박판이 각각의 용도에 맞는 물성을 갖고 있는지 알아보기 위하여 열팽창계수 또는 10㎑에서의 투자율을 측정하였다. 투자율(magnetic permeability)은 전주도금법으로 제조된 Fe-Ni합금 박판을500℃에서 3시간동안 열처리한 후 10㎑에서 측정하였다.Next, the thermal expansion coefficient or the magnetic permeability at 10 kPa was measured to determine whether the Fe-Ni alloy sheet prepared in the desired composition had physical properties for each application. Magnetic permeability was measured at 10㎑ after the Fe-Ni alloy sheet produced by electroplating was heat-treated at 500 ° C. for 3 hours.
표 2는 몇가지 실시예에 대하여 온도별 열팽창계수를 나타낸 것이다. 인바 합금은 Fe-36%Ni조성을 갖는 합금으로서 본 발명의 실시예 6이 인바 합금의 조성과 유사하며, 상용 인바 합금의 열팽창계수와 실시예 6의 열팽창 계수를 비교하면 큰 차이를 나타내지 않고 있다. 또한 시험 온도가 변화하더라도 열팽창 계수의 증감폭이 거의 없는 것으로 나타나, 본 발명에 따라 철과 니켈의 몰비만을 특정하여 전주도금법으로 제조한 Fe-Ni합금 박판이 상용 인바 합금을 충분히 대체할 수있음을 보여준다.Table 2 shows the coefficient of thermal expansion by temperature for some examples. Invar alloy is an alloy having a Fe-36% Ni composition, Example 6 of the present invention is similar to the composition of the Invar alloy, the thermal expansion coefficient of the commercial Inba alloy and the thermal expansion coefficient of Example 6 does not show a significant difference. In addition, even if the test temperature changes, there is almost no increase or decrease in the coefficient of thermal expansion, and according to the present invention, the Fe-Ni alloy sheet produced by the electroplating method by specifying only the molar ratio of iron and nickel can sufficiently replace the commercial Invar alloy. Shows.
표 3은 몇가지 실시예에 대한 열팽창 계수를 나타낸 것이다. alloy42는 상용의 Fe-42%Ni합금으로서 리드프레임의 재료로 사용되고 있으며, 실시예 12의 열팽창 계수와 비교해 볼때 그다지 큰 차이를 보이지 않았다. 이러한 결과는 본 발명에 따라 철과 니켈의 몰비만을 특정하여 전주도금법으로 제조한 Fe-Ni합금 박판이 리드프레임의 재료로서 충분히 대체 가능함을 보여준다.Table 3 shows the thermal expansion coefficients for some examples. alloy42 is a commercial Fe-42% Ni alloy used as a lead frame material and did not show much difference compared with the thermal expansion coefficient of Example 12. These results show that the Fe-Ni alloy sheet produced by the electroplating method by specifying only the molar ratio of iron and nickel according to the present invention is sufficiently replaceable as a material of the lead frame.
표 4는 몇가지 실시예에 대한 투자율을 측정하여 나타낸 것이다. 상용 퍼말로이 합금의 조성은 Fe-78%Ni합금으로서 본 발명에 따라 철과 니켈의 몰비만을 특정하여 전주도금법으로 제조한 실시예 19의 Fe-Ni합금 박판과 투자율을 비교해볼때, 제조단가를 고려한다면 본 발명의 Fe-Ni합금 박판이 상용 퍼말로이 합금에 버금가는 투자율을 가지고 있음을 알 수 있다.Table 4 shows the measured permeability of some examples. The composition of the commercially available permalloy alloy is Fe-78% Ni alloy, which compares the permeability of the Fe-Ni alloy sheet of Example 19 prepared by the electroplating method by specifying only the molar ratio of iron and nickel according to the present invention. If considered, it can be seen that the Fe-Ni alloy sheet of the present invention has a magnetic permeability comparable to that of commercial permalloy alloys.
이상의 실시예를 들어 본 발명을 구체화하였듯이, 본 발명에 따라 철과 니켈의 몰비를 특정한 전해액을 사용하여 전주도금법으로 Fe-Ni합금 박판을 제조하면 이상합금현상을 극복하고 소망하는 조성의 Fe-NI합금 박판을 연속적으로 제조할 수 있게 된다.As described above, the present invention is embodied as described above. When the Fe-Ni alloy thin plate is manufactured by electroplating using a specific electrolyte with a molar ratio of iron and nickel according to the present invention, Fe-NI having a desired composition is overcome. It is possible to manufacture the alloy thin plate continuously.
본 발명에서는 전주도금법을 고부가가치를 창출해내는 Fe-Ni합금 박판의 제조에 적용하였으며, 특히 철과 니켈의 이상적인 몰비를 특정함으로써 이상합금현상을 극복하여 소망하는 조성의 Fe-Ni합금 박판을 연속적으로 제조할 수 있도록 하였다. 즉, 본 발명의 핵심은 철과 니켈의 몰비를 특정한 전해액을 사용한 전주도금법으로 Fe-Ni합금 박판을 연속적으로 제조함에 있다. 한편, 본 발명의 출원 시점에서 전주도금법을 이용한 Fe-Ni합금 박판의 제조에 관한 시도는 많이 있었으나 그 처리용량이 실험실 규모에 불과함을 덧붙여 언급한다.In the present invention, the electroplating method is applied to the production of Fe-Ni alloy sheet to create high added value, in particular, by specifying the ideal molar ratio of iron and nickel to overcome the ideal alloy phenomenon, continuous Fe-Ni alloy sheet of the desired composition It could be prepared as. That is, the core of the present invention is to continuously manufacture the Fe-Ni alloy thin plate by the electroplating method using a specific electrolyte solution of the molar ratio of iron and nickel. On the other hand, there have been many attempts to manufacture the Fe-Ni alloy thin plate using the electroplating method at the time of filing the present invention, but it is mentioned that the treatment capacity is only a laboratory scale.
개시된 본 발명에 따르면, Fe-Ni합금 박판을 생산하기 위하여 용해, 주조, 압연, 소둔 열처리와 같은 복잡한 공정을 반복하지 않고, 전주도금법의 단일공정만으로도 우수한 품질이 보장되는 Fe-Ni합금 박판의 연속적인 제조가 가능하다.According to the present invention disclosed, a continuous series of Fe-Ni alloy sheets in which excellent quality is guaranteed by a single process of electroplating without repeating complicated processes such as melting, casting, rolling, and annealing heat treatment to produce Fe-Ni alloy sheets. Manufacturing is possible.
따라서, 고부가가치를 창출하는 Fe-Ni합금 박판을 저렴한 가격으로 대량생산할 수 있는 산업상 이용 가치가 월등하다.Therefore, the industrial use value which can mass-produce high value-added Fe-Ni alloy sheet at low price is excellent.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2001-0019169A KR100394741B1 (en) | 2001-04-11 | 2001-04-11 | Electrolytes for Fe-Ni alloy electroforming |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2001-0019169A KR100394741B1 (en) | 2001-04-11 | 2001-04-11 | Electrolytes for Fe-Ni alloy electroforming |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20020080065A true KR20020080065A (en) | 2002-10-23 |
| KR100394741B1 KR100394741B1 (en) | 2003-08-14 |
Family
ID=27700640
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2001-0019169A KR100394741B1 (en) | 2001-04-11 | 2001-04-11 | Electrolytes for Fe-Ni alloy electroforming |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100394741B1 (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004094699A1 (en) * | 2003-04-24 | 2004-11-04 | Nano Invar Co. Ltd. | Nano invar alloys and a process of producing the same |
| KR100858507B1 (en) * | 2007-04-02 | 2008-09-12 | 충남대학교산학협력단 | Preparation method for soft magnetic ni-fe permalloy thin film and soft magnetic ni-fe permalloy thin film using thereof |
| KR100931739B1 (en) * | 2007-10-19 | 2009-12-14 | 성낙훈 | Invar alloy and its manufacturing method |
| CN103031578A (en) * | 2012-11-29 | 2013-04-10 | 烟台晨煜电子有限公司 | Electrolysis method for producing nickel foil |
| KR101406417B1 (en) * | 2012-09-17 | 2014-06-13 | 주식회사 포스코 | Metal substrate for oleds and fabrication method of the same |
| KR101420755B1 (en) * | 2013-12-02 | 2014-07-17 | 주식회사 나노인바 | Iron-nickel-ternary ternary alloy having low thermal expansion characteristics and method for manufacturing the same |
| KR101449101B1 (en) * | 2012-04-25 | 2014-10-08 | 주식회사 포스코 | Method for Manufacturing Fe-Ni substrate for OLED with Improved Lifetime |
| KR20160078800A (en) * | 2014-12-24 | 2016-07-05 | 주식회사 포스코 | Fe-Ni ALLOY METAL FOIL HAVING EXCELLENT PRIMARY RUST PREVENTION PERFORMANCE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02104688A (en) * | 1988-10-13 | 1990-04-17 | Nisshin Steel Co Ltd | Electrolytically depositing method for fe-ni alloy to produce fe-ni alloy foil |
| JPH0765228B2 (en) * | 1989-04-28 | 1995-07-12 | 松下電器産業株式会社 | Method for producing high magnetic flux density quaternary alloy electrodeposited thin film |
| KR19990064747A (en) * | 1999-05-06 | 1999-08-05 | 이종구 | Manufacturing method of Ni-Fe alloy thin plate and its apparatus |
-
2001
- 2001-04-11 KR KR10-2001-0019169A patent/KR100394741B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004094699A1 (en) * | 2003-04-24 | 2004-11-04 | Nano Invar Co. Ltd. | Nano invar alloys and a process of producing the same |
| KR100858507B1 (en) * | 2007-04-02 | 2008-09-12 | 충남대학교산학협력단 | Preparation method for soft magnetic ni-fe permalloy thin film and soft magnetic ni-fe permalloy thin film using thereof |
| KR100931739B1 (en) * | 2007-10-19 | 2009-12-14 | 성낙훈 | Invar alloy and its manufacturing method |
| KR101449101B1 (en) * | 2012-04-25 | 2014-10-08 | 주식회사 포스코 | Method for Manufacturing Fe-Ni substrate for OLED with Improved Lifetime |
| KR101406417B1 (en) * | 2012-09-17 | 2014-06-13 | 주식회사 포스코 | Metal substrate for oleds and fabrication method of the same |
| CN103031578A (en) * | 2012-11-29 | 2013-04-10 | 烟台晨煜电子有限公司 | Electrolysis method for producing nickel foil |
| CN103031578B (en) * | 2012-11-29 | 2016-08-31 | 烟台晨煜电子有限公司 | A kind of electrolytic method producing nickel foil |
| KR101420755B1 (en) * | 2013-12-02 | 2014-07-17 | 주식회사 나노인바 | Iron-nickel-ternary ternary alloy having low thermal expansion characteristics and method for manufacturing the same |
| KR20160078800A (en) * | 2014-12-24 | 2016-07-05 | 주식회사 포스코 | Fe-Ni ALLOY METAL FOIL HAVING EXCELLENT PRIMARY RUST PREVENTION PERFORMANCE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR100394741B1 (en) | 2003-08-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6783611B2 (en) | Phosphorized copper anode for electroplating | |
| KR101870820B1 (en) | Producing method of mask integrated frame | |
| CN113084289B (en) | High-performance welding method for target and back plate | |
| US6428672B1 (en) | Apparatus and method for manufacturing Ni—Fe alloy thin foil | |
| KR100394741B1 (en) | Electrolytes for Fe-Ni alloy electroforming | |
| CN110629127A (en) | Method for manufacturing invar alloy foil | |
| KR101665617B1 (en) | Electroplating composition of low thermal expansion iron-nickel-cobalt ternary alloy and electroplated low-thermal expansion iron-nickel-cobalt ternary alloy using the same | |
| KR20110135549A (en) | Method for fabricating ni-fe alloy | |
| KR20170049491A (en) | Titanium-copper alloy having plating layer | |
| CN110565031A (en) | Composite fiber with giant magneto-impedance and magneto-caloric effect and preparation method and application thereof | |
| JPS61223188A (en) | Iron-nickel alloy for shadow mask which suppresses generation of uneven stripe during etching | |
| JPS60128253A (en) | Manufacture of iron-nickel alloy for shadow mask which inhibits streaking during etching | |
| US5618576A (en) | Lead frame manufacturing method | |
| JPS6364514B2 (en) | ||
| US6017777A (en) | Method of forming a plating layer of a lead frame | |
| JP5037352B2 (en) | Iron-nickel alloy strips for integrated circuit leadframe grid manufacturing | |
| JP4224880B2 (en) | Co-Ni alloy sputtering target and manufacturing method thereof | |
| KR102071144B1 (en) | Fe-Ni ALLOY SHADOW MASK AND PREPARATION METHOD THEREOF | |
| JP3881626B2 (en) | Refining method of Fe-Ni alloy | |
| GB2129441A (en) | Plated electrical contacts | |
| KR100310187B1 (en) | Method of Producing Fe-Ni Alloy for the Electrode Material of an Electron-gun | |
| CN1082562C (en) | Process for producing Fe-Ni alloys used for electron gun parts | |
| SU1766980A1 (en) | Method for production of magnetic circuit from alloys with the high magnetic conductivity | |
| CN118075968A (en) | Guiding device for particle accelerator | |
| KR890002363B1 (en) | Producing method of shadlowmask |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20100713 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |