KR102239182B1 - POLISHING COMPOSITIONS FOR Fe-Ni ALLOY FOIL AND POLISHING METHOD USING THE SAME - Google Patents
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Abstract
본 발명은 과산화수소 0.1 내지 10중량%, 과황산염 0.1 내지 3.0 중량%, 황산 0.01 내지 3.0 중량%, 유기산 0.1 내지 2.0 중량%, 불소 함유 화합물 0.01 내지 2.0 중량%, 안정제 0.05 내지 3.0 중량% 및 잔부 물을 포함하는 철-니켈 합금 포일 연마 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따르면, 압연법 또는 전주법에 의해 제조된 철-니켈 합금 포일의 표면 조도 및 표면 균일성을 최적화하고, 유기발광 다이오드용 미세패턴 금속마스크(Fine Metal Mask)를 제조할 수 있는 연마 조성물이 제공된다. 본 발명에 따른 연마 조성물은 색변화 없이 맑은 상태를 유지하는 것으로 용액 안정성이 우수하며, 환경규제 물질을 포함하고 있지 않으므로, 폐액 처리시에도 안전하다. 또한, 본 발명에 따른 연마 조성물은 높은 철 및 니켈 농도에서도 안정하며, 연마율의 변화가 적으므로 같은 양의 연마액으로 처리할 수 있는 소재의 면적이 증가된되며, 이에 따라 연마액의 교체 시기를 연장하여 보다 경제적인 화학 연마 조성물을 제공할 수 있다. 나아가, 본 발명에 따른 연마 조성물 및 연마방법으로 철-니켈 합금 포일을 화학 연마함으로써, 표면 조도 및 표면 균일성이 우수한 철-니켈 합금 포일을 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 낮은 표면 조도 및 이물, 스머트(smut) 및 금속 파티클 등이 없고, 표면 균일성이 우수한 철-니켈 합금 포일을 저비용으로 제조할 수 있으므로 상업적 가치가 우수하다.The present invention is 0.1 to 10% by weight of hydrogen peroxide, 0.1 to 3.0% by weight of persulfate, 0.01 to 3.0% by weight of sulfuric acid, 0.1 to 2.0% by weight of organic acid, 0.01 to 2.0% by weight of a fluorine-containing compound, 0.05 to 3.0% by weight of a stabilizer, and the balance water It relates to an iron-nickel alloy foil polishing composition comprising a. According to the present invention, a polishing composition capable of optimizing the surface roughness and surface uniformity of an iron-nickel alloy foil manufactured by a rolling method or an electroforming method, and manufacturing a fine metal mask for an organic light emitting diode Is provided. The polishing composition according to the present invention maintains a clear state without color change, has excellent solution stability, and does not contain environmental regulation substances, so it is safe even when treating waste liquid. In addition, the polishing composition according to the present invention is stable even at high iron and nickel concentrations, and since the change in the polishing rate is small, the area of the material that can be treated with the same amount of polishing liquid is increased, and accordingly, the replacement time of the polishing liquid Can be extended to provide a more economical chemical polishing composition. Further, by chemically polishing the iron-nickel alloy foil with the polishing composition and polishing method according to the present invention, an iron-nickel alloy foil having excellent surface roughness and surface uniformity can be easily manufactured. In addition, since it is possible to manufacture an iron-nickel alloy foil having low surface roughness and no foreign matter, smut, and metal particles, and having excellent surface uniformity at low cost, it has excellent commercial value.
Description
본 발명은 철-니켈 합금 포일 연마 조성물 및 이를 이용한 철-니켈 합금 포일 연마 방법 에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저조도이며 균일성이 우수한 철-니켈 합금 소재를 제조할 수 있는 철-니켈 합금 포일 연마 조성물, 이를 이용한 철-니켈 합금 포일 연마 방법 및 이를 이용하여 연마된 철-니켈 합금 포일에 관한 것이다.The present invention relates to an iron-nickel alloy foil polishing composition and an iron-nickel alloy foil polishing method using the same, and more particularly, an iron-nickel alloy foil polishing capable of producing an iron-nickel alloy material having excellent uniformity and low roughness. It relates to a composition, an iron-nickel alloy foil polishing method using the same, and an iron-nickel alloy foil polished using the same.
일반적으로 철-니켈 합금 포일(foil)은 조성에 따라 다양한 성질을 갖고 있기 때문에 그 용도 또한 다양하다. 예를 들어, 철-니켈 합금 포일은 OLED (organic light emitting diode, 유기발광다이오드)용 금속 마스크, 자기기록용 박막 헤드, 리드 프레임, 새도우 마스크 등에 사용될 수 있다. In general, since iron-nickel alloy foils have various properties according to their composition, their uses are also diverse. For example, the iron-nickel alloy foil can be used for a metal mask for an OLED (organic light emitting diode), a thin film head for magnetic recording, a lead frame, a shadow mask, and the like.
최근, 고해상도 및 저전력을 가지는 표시장치가 요구됨에 따라, 액정표시 장치나 전계 발광 표시장치와 같은 다양한 표시장치들이 개발되고 있다. 전계 발광 표시 장치는 액정표시장치에 비하여 저발광, 저소비전력, 및 고해상도 등의 우수한 특성을 가지며, 이에 따라, 차세대 표시장치로 각광 받고 있다. Recently, as a display device having high resolution and low power is required, various display devices such as a liquid crystal display device or an electroluminescent display device have been developed. The electroluminescent display device has excellent characteristics such as low light emission, low power consumption, and high resolution compared to the liquid crystal display device, and thus, is in the spotlight as a next-generation display device.
이러한, 전계 표시장치는 발광층의 물질에 따라 유기발광 표시장치와 무기 발광 표시장치로 분류될 수 있다. 이중에서도, 유기 발광 표시 장치는 넓은 시야각을 가지고, 빠른 응답속도를 가지며, 저전력이 요구된다는 점에서 주목 받고 있다. 이러한 발광층을 구성하는 유기 물질은 미세 금속마스크 (fine metal mask) 방식에 의하여 기판 상에 화소를 형성하기 위한 패턴이 형성될 수 있다. Such an electric field display device may be classified into an organic light emitting display device and an inorganic light emitting display device according to the material of the emission layer. Among them, the organic light emitting diode display is drawing attention in that it has a wide viewing angle, a fast response speed, and a low power requirement. In the organic material constituting such an emission layer, a pattern for forming a pixel may be formed on a substrate by a fine metal mask method.
이때, 미세 금속마스크, 즉 증착용 마스크는 기판상에 형성될 패턴과 대응되는 관통 홀을 가질 수 있어, 기판 상에 미세금속마스크를 정렬시킨 후, 유기 물질을 증착함에 따라, 화소를 형성하는 빨강(Red), 초록(Green), 파랑(Blue)의 패턴을 형성할 수 있다. 증착용 마스크로 사용될 수 있는 금속판은 식각 공정(습식, 건식)에 의해서 복수개의 관통 홀이 형성될 수 있다. 상기, 복수개의 관통 홀이 균일하지 않을 경우, 증착의 균일성이 저하될 수 있고, 이로 인해 형성되는 패턴의 증착 효율이 저하됨에 따라 공정 효율이 저하되는 문제점이 있다.At this time, the fine metal mask, that is, the deposition mask, may have a through hole corresponding to the pattern to be formed on the substrate, so that a red pixel is formed by depositing an organic material after aligning the fine metal mask on the substrate. (Red), green (green), blue (blue) patterns can be formed. A metal plate that can be used as a deposition mask may have a plurality of through holes formed by an etching process (wet or dry). If the plurality of through-holes are not uniform, the uniformity of deposition may be deteriorated. Accordingly, there is a problem in that the process efficiency is deteriorated as the deposition efficiency of the formed pattern is deteriorated.
한편, 상기 금속판은, 주로 철-니켈 합금 형태로 제조되고 있으며, 이러한, 철-니켈 합금 금속판(포일)은 열팽창계수(Coefficient of Thermal Expansion, CTE)가 낮아 유기발광다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diodes)용 기판 및 봉지재, FMM(Fine Metal Mask)용 소재 등으로 이용되기도 하며, 이차전지의 집전체나 전자소자의 기판 등으로 각광을 받고 있는 상황이다.On the other hand, the metal plate is mainly manufactured in the form of an iron-nickel alloy, and the iron-nickel alloy metal plate (foil) has a low coefficient of thermal expansion (CTE), and thus organic light emitting diodes (OLEDs). It is also used as a substrate and encapsulant for) and as a material for FMM (Fine Metal Mask), and is in the spotlight as a current collector of a secondary battery or a substrate of an electronic device.
이와 같이 다양한 분야에 적용되는 철-니켈 합금을 제조하는 방법은 여러 가지가 있으나 압연(Rolling)법과 전주(Electro Forming)법이 널리 알려져 있고, 현재 주로 사용되는 방법은 압연법이다. 그러나, 압연법을 사용하는 경우, 철-니켈 합금의 용해, 단조, 열간 압연, 열처리, 냉간 압연, 열처리 등의 복잡한 공정을 거쳐야 하며 압연 공정은 대규모 설비를 필요로 하므로 에너지 소비가 매우 크다는 단점이 있다. 특히 마이크로미터 두께의 얇은 박막재를 생산할 경우 압연과 열처리를 반복하는 공정을 거쳐야 하고 두께가 얇아질수록 공정이 복잡해 짐은 물론, 크라운 등의 형상 결함이 많이 발생해 실수율도 점점 떨어지고, 일정 이하의 두께는 설비 및 생산에 제약을 받고 있는 실정이다.There are several methods of manufacturing an iron-nickel alloy applied to various fields as described above, but the rolling method and the electroforming method are widely known, and the currently mainly used method is the rolling method. However, in the case of using the rolling method, complicated processes such as melting, forging, hot rolling, heat treatment, cold rolling, and heat treatment of iron-nickel alloy have to be performed. have. In particular, in the case of producing a thin film material of micrometer thickness, the process of repeating rolling and heat treatment is required, and the process becomes complicated as the thickness decreases, and the error rate gradually decreases due to the occurrence of many shape defects such as crowns. The thickness is limited by equipment and production.
이러한 압연법의 한계를 극복하기 위하여 최근, 전기주조(전주법, 또는 전기 도금법)에 의한 철-니켈 합금 박막의 제조에 관한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 전기주조법은 전해조 내에 설치된 회전하는 원통형의 음극 드럼과 대향하는 한 쌍의 원호 형상의 양극에 둘러싸인 틈으로 급액 노즐을 통해 전해액을 공급하여 전류를 통전함으로써, 상기 음극 드럼의 표면에 철-니켈 합금을 전착시키고, 이를 박리시켜서 포일(금속박)을 얻는 방식으로, 전기주조장치, 전기도금액, 공정 조건 그리고 포일의 특성에 관한 많은 연구가 이루어지고 있다. In order to overcome the limitations of the rolling method, in recent years, studies on the production of an iron-nickel alloy thin film by electro-casting (electric casting method or electroplating method) have been actively conducted. In the electroforming method, an iron-nickel alloy is applied to the surface of the negative electrode drum by supplying an electrolyte through a liquid supply nozzle through a gap surrounded by a rotating cylindrical negative electrode drum installed in an electrolytic bath and a pair of arc-shaped positive electrodes facing each other to conduct electric current. As a method of obtaining a foil (metal foil) by electrodepositing and peeling it, many studies have been conducted on the electroforming device, the electroplating solution, the process conditions, and the characteristics of the foil.
특허문헌 1 내지 3에 개시되어 있는 것과 같이, 철-니켈 합금의 유용한 금속 포일을 얻기 위해서는 철-니켈 합금 도금액의 금속 이온과 각종 첨가제가 중요하며 전주법에 의해 제조된 철-니켈 합금 포일은 평균 결정립이 미세하여 기계적 물성 특성이 우수하고, 낮은 제조 비용으로 제조가 가능하여 제조원가가 낮다는 장점이 있다. As disclosed in Patent Documents 1 to 3, in order to obtain a useful metal foil of an iron-nickel alloy, metal ions and various additives in the iron-nickel alloy plating solution are important, and the iron-nickel alloy foil produced by the electroforming method is averaged. It has the advantage of having excellent mechanical properties due to fine grains and low manufacturing cost because it can be manufactured at low manufacturing cost.
그러나 철-니켈 합금 금속 중 50중량% 이상의 철이 함유된 합금을 전기도금으로 얻기 위해서는 철과 니켈의 높은 내부응력 및 석출시 입자 크기 구조에 따라 양호한 표면을 얻기 위하여 각종 첨가제 및 이들의 농도가 엄밀하게 관리되어야 한다. 그러나 상기와 같은 철-니켈 합금 전기도금의 제조 특성상 초기 전기 도금층과 금속 포일의 두께를 증가시키는 말기 전기 도금층의 표면을 동일하게 유지하기 어렵다. 또한, 전기도금용액의 관리 불균일 또는 전해설비 구조나 전해액 유동 등이 불안정한 경우에, 얻어진 금속 포일의 결정립 형상이 불균일해 지면서 표면조도가 높고 외관이 불균일한 제품이 생산되기도 한다.However, in order to obtain an alloy containing more than 50% by weight of iron among iron-nickel alloy metals by electroplating, various additives and their concentration are strictly required to obtain a good surface depending on the high internal stress of iron and nickel and the particle size structure during precipitation. It must be managed. However, due to the manufacturing characteristics of the iron-nickel alloy electroplating as described above, it is difficult to maintain the same surface of the initial electroplating layer and the terminal electroplating layer which increases the thickness of the metal foil. In addition, when the management of the electroplating solution is uneven or the structure of the electrolytic facility or the flow of the electrolyte is unstable, the crystal grain shape of the obtained metal foil becomes uneven, resulting in products with high surface roughness and non-uniform appearance.
따라서, CTE, 인장강도, 연성 및 경도가 우수하여 그 용도가 다양한 철-니켈 합금 포일에서 표면조도 및 외관 품질을 개선할 수 있는 방법 및 이에 따라, 개선된 표면 조도 및 외관 품질을 갖는 철-니켈 합금 포일이 요구된다.Therefore, a method capable of improving the surface roughness and appearance quality in iron-nickel alloy foils having various uses due to excellent CTE, tensile strength, ductility and hardness, and accordingly, iron-nickel having improved surface roughness and appearance quality. Alloy foil is required.
본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여 안출된 것으로, 철-니켈 합금 포일의 연마에 사용되는 연마 조성물을 제공하고자 한다. 또한, 본 발명은 상기 연마 조성물을 사용하여 철-니켈 합금 포일을 연마하는 방법을 제공하고자 한다. The present invention has been devised in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a polishing composition used for polishing an iron-nickel alloy foil. In addition, the present invention is to provide a method of polishing an iron-nickel alloy foil using the polishing composition.
본 발명의 일 측면에 따르면, 과산화수소 0.1 내지 10중량%, 과황산염 0.1 내지 3.0 중량%, 황산 0.01 내지 3.0 중량%, 유기산 0.1 내지 2.0 중량%, 불소 함유 화합물 0.01 내지 2.0 중량%, 안정제 0.05 내지 3.0 중량% 및 잔부 물을 포함하는 철-니켈 합금 포일 연마 조성물이 제공된다.According to an aspect of the present invention, hydrogen peroxide 0.1 to 10% by weight, persulfate 0.1 to 3.0% by weight, sulfuric acid 0.01 to 3.0% by weight, organic acid 0.1 to 2.0% by weight, fluorine-containing compound 0.01 to 2.0% by weight, stabilizer 0.05 to 3.0 An iron-nickel alloy foil polishing composition comprising weight percent and balance water is provided.
상기 과황산염이 과황산칼륨, 과황산나트륨 및 과황산암모늄 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. The persulfate may be at least one selected from potassium persulfate, sodium persulfate, and ammonium persulfate.
상기 유기산이 아세트산, 부탄산, 시트르산, 포름산, 글루콘산, 글리콜산, 말론산, 옥살산, 펜탄산, 설포벤조산, 설포석신산, 설포프탈산, 살리실산, 설포살리실산, 벤조산, 락트산, 글리세르산, 석신산, 말산, 타르타르산, 이소시트르산, 프로펜산, 이미노디아세트산 및 에틸렌디아민테트라아세트산 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The organic acids are acetic acid, butanoic acid, citric acid, formic acid, gluconic acid, glycolic acid, malonic acid, oxalic acid, pentanoic acid, sulfobenzoic acid, sulfosuccinic acid, sulfophthalic acid, salicylic acid, sulfosalicylic acid, benzoic acid, lactic acid, glyceric acid, stone It may be at least one selected from sinic acid, malic acid, tartaric acid, isocitric acid, propenoic acid, iminodiacetic acid and ethylenediaminetetraacetic acid.
상기 유기산염이 아세트산, 부탄산, 시트르산, 포름산, 글루콘산, 글리콜산, 말론산, 옥살산, 펜탄산, 설포벤조산, 설포석신산, 설포프탈산, 살리실산, 설포살리실산, 벤조산, 락트산, 글리세르산, 석신산, 말산, 타르타르산, 이소시트르산, 프로펜산, 이미노디아세트산 및 에틸렌디아민테트라아세트산 중에서 선택된 1종 이상의 칼륨염, 나트륨염 및 암모늄염 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다.The organic acid salts are acetic acid, butanoic acid, citric acid, formic acid, gluconic acid, glycolic acid, malonic acid, oxalic acid, pentanoic acid, sulfobenzoic acid, sulfosuccinic acid, sulfophthalic acid, salicylic acid, sulfosalicylic acid, benzoic acid, lactic acid, glyceric acid, Succinic acid, malic acid, tartaric acid, isocitric acid, propenoic acid, iminodiacetic acid and ethylenediaminetetraacetic acid may be at least one selected from one or more potassium salts, sodium salts and ammonium salts selected from.
상기 불소 함유 화합물이 불산, 불화암모늄, 불화나트륨, 불화칼륨, 중불화암모늄, 중불화나트륨 및 중불화칼륨 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. The fluorine-containing compound may be at least one selected from hydrofluoric acid, ammonium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride, ammonium bifluoride, sodium bifluoride, and potassium bifluoride.
상기 안정제가 염화암모늄, 염화칼륨, 염화나트륨, 황산칼륨, 황산수소칼륨, 황산구리 5수화물 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. The stabilizer may be at least one selected from ammonium chloride, potassium chloride, sodium chloride, potassium sulfate, potassium hydrogen sulfate, and copper sulfate pentahydrate.
상기 연마 조성물의 pH가 0.5 내지 3.0일 수 있다.The pH of the polishing composition may be 0.5 to 3.0.
상기 철-니켈 합금 포일은 니켈을 32 내지 50중량% 포함할 수 있다.The iron-nickel alloy foil may contain 32 to 50% by weight of nickel.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 철-니켈 합금 포일을 제공하는 단계; 및 상기 철-니켈 합금 포일을 과산화수소 0.1 내지 10중량%, 과황산염 0.1 내지 3.0 중량%, 황산 0.01 내지 3.0 중량%, 유기산 0.1 내지 2.0 중량%, 불소 함유 화합물 0.01 내지 2.0 중량%, 안정제 0.05 내지 3.0 중량% 및 잔부 물을 포함하는 연마 조성물로 연마하는 단계를 포함하는 철-니켈 합금 포일 연마방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, providing an iron-nickel alloy foil; And 0.1 to 10% by weight of hydrogen peroxide, 0.1 to 3.0% by weight of persulfate, 0.01 to 3.0% by weight of sulfuric acid, 0.1 to 2.0% by weight of organic acid, 0.01 to 2.0% by weight of a fluorine-containing compound, and 0.05 to 3.0% by weight of a fluorine-containing compound. There is provided a method for polishing an iron-nickel alloy foil comprising polishing with a polishing composition comprising weight% and the balance water.
상기 연마하는 단계는 철-니켈 합금 포일을 연마 조성물에 침지하거나, 철-니켈 합금 포일 상에 연마 조성물을 분무하는 방식으로 수행될 수 있다.The polishing step may be performed by immersing the iron-nickel alloy foil in the polishing composition or spraying the polishing composition on the iron-nickel alloy foil.
상기 연마하는 단계가 0.5 내지 5.0kg/㎠ 의 유압에서 수행될 수 있다. The polishing step may be performed at a hydraulic pressure of 0.5 to 5.0 kg/cm 2.
상기 연마 조성물의 온도가 20 내지 50℃일 수 있다. The temperature of the polishing composition may be 20 to 50°C.
상기 철-니켈 합금 포일은 니켈을 32 내지 50중량% 포함할 수 있다.The iron-nickel alloy foil may contain 32 to 50% by weight of nickel.
본 발명에 따르면, 압연법 또는 전주법에 의해 제조된 철-니켈 합금 포일의 표면 조도 및 표면 균일성을 최적화하고, 유기발광 다이오드용 미세패턴 금속마스크(Fine Metal Mask)를 제조할 수 있는 연마 조성물이 제공된다. 본 발명에 따른 연마 조성물은 색변화 없이 맑은 상태를 유지하는 것으로 용액 안정성이 우수하며, 환경규제 물질을 포함하고 있지 않으므로, 폐액 처리시에도 안전하다. 또한, 본 발명에 따른 연마 조성물은 높은 철 및 니켈 농도에서도 안정하며, 연마율의 변화가 적으므로 같은 양의 연마액으로 처리할 수 있는 소재의 면적이 증가되며, 이에 따라 연마액의 교체 시기를 연장하여 보다 경제적인 화학 연마 조성물을 제공할 수 있다.According to the present invention, a polishing composition capable of optimizing the surface roughness and surface uniformity of an iron-nickel alloy foil manufactured by a rolling method or an electroforming method, and manufacturing a fine metal mask for an organic light emitting diode Is provided. The polishing composition according to the present invention maintains a clear state without color change, has excellent solution stability, and does not contain environmental regulation substances, so it is safe even when treating waste liquid. In addition, the polishing composition according to the present invention is stable even at high iron and nickel concentrations, and since the change in the polishing rate is small, the area of the material that can be treated with the same amount of polishing liquid is increased, and accordingly, the replacement time of the polishing liquid is reduced. It can be extended to provide a more economical chemical polishing composition.
나아가, 본 발명에 따른 연마 조성물 및 연마방법으로 철-니켈 합금 포일을 화학 연마함으로써, 표면 조도 및 표면 균일성이 우수한 철-니켈 합금 포일을 용이하게 제조할 수 있다. Further, by chemically polishing the iron-nickel alloy foil with the polishing composition and polishing method according to the present invention, an iron-nickel alloy foil having excellent surface roughness and surface uniformity can be easily manufactured.
또한, 낮은 표면 조도 및 이물, 스머트(smut) 및 금속 파티클 등이 없고, 표면 균일성이 우수한 철-니켈 합금 포일을 저비용으로 제조할 수 있으므로 상업적 가치가 우수하다. In addition, since it is possible to manufacture an iron-nickel alloy foil having low surface roughness and no foreign matter, smut, and metal particles, and having excellent surface uniformity at low cost, it has excellent commercial value.
이하, 다양한 실시예를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to various examples. However, embodiments of the present invention may be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below.
본 발명은 철-니켈 합금 포일 연마 조성물, 이를 이용한 철-니켈 합금 포일 연마 방법 및 이를 이용하여 연마된 철-니켈 합금 포일에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저조도이며 균일성이 우수한 철-니켈 합금 소재를 제조할 수 있는 철-니켈 합금 포일 연마 조성물, 이를 이용한 철-니켈 합금 포일 연마 방법 및 이를 이용하여 연마된 철-니켈 합금 포일에 관한 것이다. The present invention relates to an iron-nickel alloy foil polishing composition, an iron-nickel alloy foil polishing method using the same, and an iron-nickel alloy foil polished using the same, and more particularly, an iron-nickel alloy material having low roughness and excellent uniformity It relates to an iron-nickel alloy foil polishing composition capable of producing, an iron-nickel alloy foil polishing method using the same, and an iron-nickel alloy foil polished using the same.
본 발명자는 철-니켈 합금 박의 표면조도를 낮추고 표면 균일성을 높일 수 있는 방안에 대해 깊이 연구하였다. 그 결과, 본 발명에 따른 연마 조성물 및 연마방법을 이용하면, 표면 조도가 낮고 표면 균일성이 우수한 철-니켈 합금 포일을 제공할 수 있음을 확인하고, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The present inventors have studied in depth a method for lowering the surface roughness of the iron-nickel alloy foil and increasing the surface uniformity. As a result, it was confirmed that by using the polishing composition and the polishing method according to the present invention, an iron-nickel alloy foil having low surface roughness and excellent surface uniformity can be provided, and the present invention was completed.
본 발명의 일 측면에 따르면, 과산화수소 0.1 내지 10중량%, 과황산염 0.1 내지 3.0 중량%, 황산 0.01 내지 3.0 중량%, 유기산 0.1 내지 2.0 중량%, 불소 함유 화합물 0.01 내지 2.0 중량%, 안정제 0.05 내지 3.0 중량% 및 잔부 물을 포함하는 철-니켈 합금 포일 연마 조성물이 제공된다. According to an aspect of the present invention, hydrogen peroxide 0.1 to 10% by weight, persulfate 0.1 to 3.0% by weight, sulfuric acid 0.01 to 3.0% by weight, organic acid 0.1 to 2.0% by weight, fluorine-containing compound 0.01 to 2.0% by weight, stabilizer 0.05 to 3.0 An iron-nickel alloy foil polishing composition comprising weight percent and balance water is provided.
본 발명의 연마 조성물은 수용액으로서, 잔부는 물이며, 사용될 수 있는 물은 특별하게 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 물은 순수, 초순수, 정제수 및 증류수 등을 사용할 수 있으나, 바람직하게는 반도체급 또는 전자급 초순수일 수 있다.The polishing composition of the present invention is an aqueous solution, the balance being water, and the water that can be used is not particularly limited. For example, the water may be pure water, ultrapure water, purified water, distilled water, or the like, but preferably, it may be semiconductor-grade or electronic-grade ultrapure water.
과산화수소는 주산화제로서 금속막을 연마하는 역할을 수행한다. 상기 과산화수소는 연마 조성물 총 중량을 기준으로 0.1 내지 10.0 중량% 포함되는 것이 바람직하고, 0.5 내지 5.0 중량% 포함되는 것이 보다 바람직하다. 0.1 중량% 미만인 경우, 연마성능이 열위하여, 표면 조도 개선에 불리한 반면, 10.0 중량% 초과일 경우, 수용액 상태인 연마조성물의 용액안정성이 떨어져 연마공정 중 과산화수소의 급격한 산화작용에 의해 표면연마가 불균일해지는 현상의 원인이 된다.Hydrogen peroxide serves to polish the metal film as the main oxidizing agent. The hydrogen peroxide is preferably contained in an amount of 0.1 to 10.0% by weight, and more preferably 0.5 to 5.0% by weight, based on the total weight of the polishing composition. If the amount is less than 0.1% by weight, the polishing performance is inferior and it is unfavorable to improve the surface roughness, whereas if it is more than 10.0% by weight, the solution stability of the polishing composition in aqueous solution is poor, and the surface polishing is uneven due to the rapid oxidation of hydrogen peroxide during the polishing process. It causes the phenomenon of losing.
본 발명의 연마조성물은 보조 산화제로 과황산염을 포함한다. 상기 과황산염은 연마 조성물 총 중량을 기준으로 0.1 내지 3.0 중량% 포함되는 것이 바람직하고, 0.5 내지 2.0 중량% 포함되는 것이 보다 바람직하다. 0.1중량% 미만인 경우, 연마속도가 떨어져 충분한 연마가 이루어 지지 않아 평활한 조도를 얻을 수 없다. 반대로 3.0 중량% 초과인 경우, 과연마 발생으로 소재 표면 얼룩 발생의 원인이 될 수 있다The polishing composition of the present invention contains persulfate as an auxiliary oxidizing agent. The persulfate is preferably contained in an amount of 0.1 to 3.0% by weight, and more preferably 0.5 to 2.0% by weight, based on the total weight of the polishing composition. If it is less than 0.1% by weight, the polishing rate is lowered and sufficient polishing is not performed, so that smooth roughness cannot be obtained. Conversely, if it exceeds 3.0% by weight, over-polishing may cause surface staining of the material.
상기 과황산염은 특별하게 한정하는 것은 아니나, 과황산칼륨(K2S2O8), 과황산나트륨(Na2S2O8) 및 과황산암모늄((NH4)2S2O8) 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 즉, 상기 과황산칼륨, 과황산나트륨 및 과황산암모늄 중 1종 이상의 화합물 또는 혼합물의 형태일 수 있다. The persulfate is not particularly limited, but is selected from potassium persulfate (K 2 S 2 O 8 ), sodium persulfate (Na 2 S 2 O 8 ) and ammonium persulfate ((NH 4 ) 2 S 2 O 8 ) There may be more than one type. That is, it may be in the form of one or more compounds or mixtures of potassium persulfate, sodium persulfate, and ammonium persulfate.
본 발명의 연마 조성물은 pH 조절제로 황산을 포함한다. 상기 황산은 연마 조성물 총 중량을 기준으로 0.01 내지 3.0 중량% 포함되는 것이 바람직하며, 0.1 내지 2.0 중량% 포함되는 것이 보다 바람직하다. 0.01중량% 미만인 경우, 산화철 발생의 원인이 되며, 3.0 중량% 초과인 경우, 연마속도가 지나치게 높아져 과연마의 원인이 된다.The polishing composition of the present invention contains sulfuric acid as a pH adjuster. The sulfuric acid is preferably contained in an amount of 0.01 to 3.0% by weight, and more preferably 0.1 to 2.0% by weight, based on the total weight of the polishing composition. If it is less than 0.01% by weight, iron oxide is generated, and if it is more than 3.0% by weight, the polishing rate is too high to cause overpolishing.
유기산 및/또는 유기산염은 철 및 니켈 이온의 킬레이트로 사용된다. 상기 유기산은 연마 조성물 내의 함량 증가에 따라 연마 속도를 높이고, 유기산염은 연마 조성물 내의 함량이 증가함에 따라 연마 속도를 낮춘다. 상기 유기산염은 킬레이트로 작용하여 연마 조성물 내의 금속 이온과 착화합물을 형성함으로써 소재의 연마 속도를 조절한다. 즉, 연마 조성물 내의 유기산 및/또는 유기산염의 함량을 적절한 수준으로 조절함으로써 연마 속도를 조절할 수 있다.Organic acids and/or organic acid salts are used as chelates of iron and nickel ions. The organic acid increases the polishing rate as the content in the polishing composition increases, and the organic acid salt decreases the polishing rate as the content in the polishing composition increases. The organic acid salt acts as a chelate to form a complex compound with metal ions in the polishing composition, thereby controlling the polishing rate of the material. That is, the polishing rate can be controlled by adjusting the content of the organic acid and/or organic acid salt in the polishing composition to an appropriate level.
상기 유기산 또는 유기산염은 연마 조성물 총 중량을 기준으로 0.1 내지 2.0 중량% 포함되는 것이 바람직하며, 0.3 내지 1.5 중량% 포함되는 것이 보다 바람직하다. 0.1중량% 미만인 경우, 처리 능력, 구체적으로, 포일의 균일한 표면조도 및 외관을 얻기 위한 연마처리 상태의 능력 저하로 연마액의 교체 주기가 짧아지는 문제가 있고, 2.0 중량% 초과인 경우 연마 속도의 지나친 증가로 인해 과연마 현상을 발생시킬 수 있다. 즉, 상기 조성 범위를 벗어나는 경우 표면 연마가 정상적으로 이루어지지 않음으로써 재처리가 요구되거나, 처리 속도를 감소시키는 공정처리 능력이 저하된다. The organic acid or organic acid salt is preferably contained in an amount of 0.1 to 2.0% by weight, and more preferably 0.3 to 1.5% by weight, based on the total weight of the polishing composition. If it is less than 0.1% by weight, there is a problem that the replacement cycle of the polishing liquid is shortened due to a decrease in the processing ability, specifically, the ability of the polishing treatment state to obtain a uniform surface roughness and appearance of the foil, and if it exceeds 2.0% by weight, the polishing rate Over-polishing may occur due to an excessive increase in. That is, if the composition is out of the above range, the surface polishing is not normally performed, so that reprocessing is required, or the processing ability to reduce the processing speed is deteriorated.
상기 유기산은 카르복시산, 디카르복시산, 트리카르복시산 또는 테트라카르복시산을 포함하는 것일 수 있으며 예를 들어, 아세트산(acetic acid), 부탄산(butanoic acid), 시트르산(citric acid), 포름산(formic acid), 글루콘산(gluconic acid), 글리콜산(glycolic acid), 말론산(malonic acid), 옥살산(oxalic acid), 펜탄산 (pentanoic acid), 설포벤조산(sulfobenzoic acid), 설포석신산(sulfosuccinic acid), 설포프탈산 (sulfophthalic acid), 살리실산(salicylic acid), 설포살리실산(sulfosalicylic acid), 벤조산(benzoic acid), 락트산(lactic acid), 글리세르산(glyceric acid), 석신산(succinic acid), 말산(malic acid), 타르타르산(tartaric acid), 이소시트르산(isocitric acid), 프로펜산(propenoic acid), 이미노디아세트산 (imminodiacetic acid), 및 에틸렌디아민테트라아세트산(ethylenediaminetetraacetic acid; EDTA) 중 에서 선택된 1종 이상의 화합물 또는 혼합물일 수 있다.The organic acid may include carboxylic acid, dicarboxylic acid, tricarboxylic acid, or tetracarboxylic acid, for example, acetic acid, butanoic acid, citric acid, formic acid, and gluconic acid. (gluconic acid), glycolic acid, malonic acid, oxalic acid, pentanoic acid, sulfobenzoic acid, sulfosuccinic acid, sulfophthalic acid ( sulfophthalic acid), salicylic acid, sulfosalicylic acid, benzoic acid, lactic acid, glyceric acid, succinic acid, malic acid, It may be one or more compounds or mixtures selected from tartaric acid, isoctric acid, propenoic acid, imminodiacetic acid, and ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA). have.
한편, 유기산염은 상기 유기산의 칼륨염, 나트륨염 및 암모늄염 중에서 선택된 1종 이상일 수 있다. Meanwhile, the organic acid salt may be at least one selected from potassium salt, sodium salt, and ammonium salt of the organic acid.
불소 함유 화합물은 철-니켈 합금 포일 표면에 형성된 부동태 피막의 제거를 위해 사용된다. 상기 불소 함유 화합물은 연마 조성물 총 중량을 기준으로 0.1 내지 2.0 중량% 포함되는 것이 바람직하며, 0.5 내지 1.5 중량% 포함되는 것이 보다 바람직하다. 0.01 중량% 미만인 경우, 부동태막 제거 능력 부족으로 표면 연마가 불가능하며, 2.0 중량% 초과인 경우, 과연마 및 장비 부품(Parts) 등의 손상의 원인이 될 수 있다.The fluorine-containing compound is used to remove the passivation film formed on the surface of the iron-nickel alloy foil. The fluorine-containing compound is preferably contained in an amount of 0.1 to 2.0% by weight, and more preferably 0.5 to 1.5% by weight based on the total weight of the polishing composition. If it is less than 0.01% by weight, it is impossible to polish the surface due to a lack of ability to remove the passivation film, and if it is more than 2.0% by weight, it may cause over-polishing and damage to equipment parts.
상기 불소 함유 화합물은 특별하게 한정되지 않으며, 예를 들어, 불산(Hydrofluoric acid), 불화암모늄(ammonium fluoride), 불화나트륨(sodium fluoride), 불화칼륨 (potassium fluoride), 중불화암모늄(ammonium bifluoride), 중불화나트륨(sodium bifluoride) 및 중불화칼륨(potassium bifluoride) 중 에서 선택된 1종 이상의 화합물 또는 혼합물일 수 있다.The fluorine-containing compound is not particularly limited, for example, hydrofluoric acid, ammonium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride, ammonium bifluoride, It may be one or more compounds or mixtures selected from sodium bifluoride and potassium bifluoride.
본 발명의 연마 조성물은 안정제를 추가로 포함한다. 상기 안정제는 연마처리에 따라 철 및 니켈 이온 농도 증가에 따른 용액 안정성을 유지시켜줄 수 있는 안정제를 의미하며, 안정제의 적절한 사용을 통하여, 연마 조성물의 수명을 연장할 수 있다. 상기 안정제는 연마 조성물 총 중량을 기준으로 0.05 내지 3.0 중량%포함되는 것이 바람직하며, 0.1 내지 2.0 중량% 포함되는 것이 보다 바람직하다. 0.05 중량% 미만인 경우, 연마조성물의 처리 능력 저하로 용액 수명을 단축시키는 반면, 3.0 중량% 초과인 경우, 연마 조성물 내 타 조성물과의 반응성 증가로 인해 소재의 조도 및 약액 석출물 생성 등의 악영향을 발생시킬 수 있다.The polishing composition of the present invention further comprises a stabilizer. The stabilizer refers to a stabilizer capable of maintaining solution stability according to an increase in iron and nickel ion concentrations according to polishing treatment, Through the proper use of a stabilizer, the life of the polishing composition can be extended. The stabilizer is preferably contained in an amount of 0.05 to 3.0% by weight based on the total weight of the polishing composition, and more preferably contained in an amount of 0.1 to 2.0% by weight. If it is less than 0.05% by weight, the solution life is shortened due to the decrease in the processing ability of the polishing composition, whereas if it is more than 3.0% by weight, adverse effects such as roughness of the material and formation of chemical liquid precipitates occur due to the increase in reactivity with other compositions in the polishing composition. I can make it.
상기 안정제는 무기염인 것이 바람직하며 구체적으로, 염화암모늄, 염화칼륨, 염화나트륨, 황산칼륨, 황산수소칼륨, 황산구리 5수화물 중에서 선택된 1종 이상의 화합물 또는 혼합물일 수 있다.The stabilizer is preferably an inorganic salt, and specifically, may be one or more compounds or mixtures selected from ammonium chloride, potassium chloride, sodium chloride, potassium sulfate, potassium hydrogen sulfate, and copper sulfate pentahydrate.
상기 연마조성물의 pH는 0.5 내지 3.0인 것이 바람직하다. pH가 0.5 미만이면, 철-니켈 합금 포일의 표면에서 반응이 급격하며 수소 발생이 크고 피트 발생이 우려되는 반면, pH가 3.0을 초과하면 철 이온의 산화에 의해 연마 조성물의 혼탁도가 심하고, 연마 후 표면에 이물질이 묻어나오는 문제점이 발생할 우려가 있다.It is preferable that the pH of the polishing composition is 0.5 to 3.0. If the pH is less than 0.5, the reaction is rapid on the surface of the iron-nickel alloy foil and the generation of hydrogen is large and the occurrence of pit is concerned, whereas if the pH exceeds 3.0, the turbidity of the polishing composition is severe due to oxidation of iron ions, and polishing There is a risk of a problem that foreign matters appear on the rear surface.
또한, 본 발명의 연마 조성물은 필요에 따라, 연마 조절제, 계면 활성제, 보조 킬레이트 등의 성분을 추가로 포함할 수 있다. In addition, the polishing composition of the present invention may further include components such as a polishing modifier, a surfactant, and an auxiliary chelate, if necessary.
한편, 본 발명에서 상기 철-니켈 합금 포일은 니켈을 32 내지 50중량% 포함하는 것일 수 있다. 니켈 함량이 32 내지 50중량%인 철-니켈 합금 포일은 OLED용 소재로 사용하기에 적합하다. 니켈 함량이 32 중량% 미만인 경우, 열팽창계수가 급격하게 증가하는 문제가 있고, 50중량% 초과인 경우, 열팽창계수가 유리 등에 비해 지나치게 커져 플렉서블 디스플레이용 소재로 적합하게 사용할 수 없게 되는 문제가 있다.Meanwhile, in the present invention, the iron-nickel alloy foil may contain 32 to 50% by weight of nickel. Iron-nickel alloy foils with a nickel content of 32 to 50% by weight are suitable for use as a material for OLEDs. When the nickel content is less than 32% by weight, there is a problem that the thermal expansion coefficient rapidly increases, and when it is more than 50% by weight, the thermal expansion coefficient is too large compared to glass, etc., so that it cannot be suitably used as a material for a flexible display.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 철-니켈 합금 포일을 제공하는 단계; 및 상기 철-니켈 합금 포일을 과산화수소 0.1 내지 10중량%, 과황산염 0.1 내지 3.0 중량%, 황산 0.01 내지 3.0 중량%, 유기산 0.1 내지 2.0 중량%, 불소 함유 화합물 0.01 내지 2.0 중량%, 안정제 0.05 내지 3.0 중량% 및 잔부 초순수를 포함하는 연마 조성물로 연마하는 단계를 포함하는 철-니켈 합금 포일 연마방법이 제공된다. According to another aspect of the present invention, providing an iron-nickel alloy foil; And 0.1 to 10% by weight of hydrogen peroxide, 0.1 to 3.0% by weight of persulfate, 0.01 to 3.0% by weight of sulfuric acid, 0.1 to 2.0% by weight of organic acid, 0.01 to 2.0% by weight of a fluorine-containing compound, and 0.05 to 3.0% by weight of a fluorine-containing compound. There is provided a method for polishing an iron-nickel alloy foil comprising polishing with a polishing composition comprising weight% and the balance ultrapure water.
본 발명의 연마방법은 압연법, 전주법 등에 의해 제조된 철-니켈 합금박포일 연마에 적용될 수 있으며, 특히, 전주법으로 제조되는 철-니켈 합금포일의 결정립 및 결정구조 특성을 고려하면, 전주법으로 제조되는 철-니켈 합금포일의 연마에 보다 바람직하다. 철-니켈 합금포일 및 연마 조성물에 대해서는 상술하였으므로, 여기에서는 자세한 설명은 생략하기로 한다.The polishing method of the present invention can be applied to the polishing of iron-nickel alloy foils manufactured by the rolling method, the electroforming method, etc., and in particular, considering the crystal grain and crystal structure characteristics of the iron-nickel alloy foil manufactured by the electroforming method, It is more preferable for polishing iron-nickel alloy foils manufactured by the method. Since the iron-nickel alloy foil and the polishing composition have been described above, detailed descriptions will be omitted herein.
상기 연마하는 단계는 철-니켈 합금 포일을 연마 조성물에 침지하거나, 철-니켈 합금 포일 상에 연마 조성물을 분무하는 방식으로 수행될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.The polishing may be performed by immersing the iron-nickel alloy foil in the polishing composition or spraying the polishing composition on the iron-nickel alloy foil, but is not limited thereto.
상기 연마하는 단계는 0.5 내지 5.0kg/㎠ 의 유압에서 수행되는 것이 바람직하며, 0.5 내지 4.0 kg/㎠ 인 것이 보다 바람직하다. 즉, 연마조성물의 압력이 0.5 내지 5.0kg/㎠ 일 수 있다. 유압이 0.5kg/㎠ 미만이면 연마조성물의 유동이 약하여 반응성이 저하되어 균일한 연마효과가 미약하고, 5.0kg/㎠를 초과하면 연마 조성물의 유동 캐비테이션 및 위치별 편차에 의하여 표면 얼룩 무늬가 발생한다. 유압은 주로 연마 조성물을 분사하여 행하는 분사식에 적용되지만, 침지식의 경우에도, 연마 조성물에 유압을 가하여 제공할 수 있으며, 이러한 경우에 상기 유압 조건으로 연마 조성물을 제공할 수 있다.The polishing step is preferably performed at a hydraulic pressure of 0.5 to 5.0 kg/cm 2, and more preferably 0.5 to 4.0 kg/cm 2. That is, the pressure of the polishing composition may be 0.5 to 5.0 kg/cm 2. If the hydraulic pressure is less than 0.5kg/㎠, the flow of the polishing composition is weak and the reactivity is lowered and the uniform polishing effect is weak, and if it exceeds 5.0kg/cm2, surface spots are generated due to the flow cavitation and positional deviation of the polishing composition. . The hydraulic pressure is mainly applied to the spraying type in which the polishing composition is sprayed, but also in the case of the immersion type, it can be provided by applying hydraulic pressure to the polishing composition, and in this case, the polishing composition can be provided under the above hydraulic conditions.
상기 연마하는 단계에서 연마 조성물의 온도는 20 내지 50℃인 것이 바람직하고, 25 내지 40 ℃인 것이 보다 바람직하다. 20℃ 미만이면 연마속도의 제어가 어려울 뿐만 아니라, 표면외관을 균일하게 유지시키는 것이 곤란하고, 하절기 용액 온도 제어에 별도의 에너지를 필요로 하므로 바람직하지 않다. 반면, 50℃를 초과하면 연마반응이 급속히 진행되고 흰색 얼룩 발생이 심할 뿐만 아니라 설비의 온도 안정성을 해친다.In the polishing step, the temperature of the polishing composition is preferably 20 to 50°C, more preferably 25 to 40°C. If it is less than 20°C, it is difficult to control the polishing rate, it is difficult to maintain the surface appearance uniformly, and it is not preferable because additional energy is required to control the temperature of the solution in the summer. On the other hand, if it exceeds 50℃, the polishing reaction proceeds rapidly, white spots are severely generated, and the temperature stability of the facility is impaired.
본 발명의 다른 또 하나의 측면에 따르면, 상기의 연마방법으로 연마된 철-니켈 합금 포일이 제공되며, 상기 철-니켈 합금 포일의 표면조도는 Ra=0.10㎛, 및 Rz=1.2㎛ 일 수 있다. According to another aspect of the present invention, an iron-nickel alloy foil polished by the above polishing method is provided, and the surface roughness of the iron-nickel alloy foil may be Ra=0.10㎛, and Rz=1.2㎛. .
상기 철-니켈 합금 포일은 드럼면(광택면)과 용액면(매트면) 모두에서, Ra=0.10㎛, 및 Rz=1.2㎛의 표면조도를 나타내며, 0.10㎛ 이하의 낮은 Ra와 1.2㎛ 이하의 낮은 Rz를 갖는 고품위 표면조도를 갖는 소재는 OLED용 소재로서 요구되는 조건(JIS 규격)을 만족한다. 표면조도(Ra) > 0.10㎛, 또는/및 Rz >1.2㎛이면, 표면이 불균일하여 에칭 공정시, 에칭 깊이의 차이가 발생할 우려가 많아진다. 한편, 드럼면이란 전주장치의 드럼과 직접 접촉되어 있는 면을 말하며, 용액면이란 용액과 접촉되는 면으로서 드럼면의 반대면을 말한다.The iron-nickel alloy foil exhibits a surface roughness of Ra = 0.10 µm, and Rz = 1.2 µm on both the drum surface (glossy surface) and the solution surface (mat surface), and has a low Ra of 0.10 µm or less and a low Ra of 1.2 µm or less. A material with a high quality surface roughness with a low Rz satisfies the requirements (JIS standard) as a material for OLED. If the surface roughness (Ra)> 0.10 µm, or/and Rz> 1.2 µm, the surface is non-uniform and there is a high possibility that a difference in the etching depth may occur during the etching process. Meanwhile, the drum surface refers to a surface that is in direct contact with the drum of the electric casting device, and the solution surface refers to a surface that is in contact with the solution and refers to the surface opposite to the drum surface.
상술한 것과 같이, 본 발명의 연마 조성물 및 연마 방법을 적용하면, 철-니켈 합금 포일을 전주법에 의해 연속적으로 제조한 후, 이어서 연속적으로 연마함으로써 표면조도가 낮고 외관 균일성이 우수한 철-니켈 합금 포일을 간편하고 용이하게 제조할 수 있다.As described above, when the polishing composition and the polishing method of the present invention are applied, iron-nickel alloy foil is continuously produced by the electroforming method and then continuously polished to provide iron-nickel with low surface roughness and excellent appearance uniformity. The alloy foil can be manufactured simply and easily.
구체적으로 전주법에 의해 제조된 철-니켈 합금포일은 32 내지 50중량% 의 니켈, 잔부 철 및 불가피한 불순물을 포함하는 얇은 극박재 (두께 6 ~ 50㎛)로 제조되며, 이에 따라, 기존 압연방식에서 구현하기 어려운 나노 사이즈의 평균 결정립을 갖는 극박이 용이하게 제조될 수 있다. 이러한, 전주법으로 제조된 철-니켈 합금 포일을 연속적으로 본 발명에 따른 연마 조성물 및 연마 방법으로 화학 연마함으로써, 낮은 표면조도와 고광택의 표면 균일성을 아울러 겸비한 철-니켈 합금 포일이 제공된다.Specifically, the iron-nickel alloy foil produced by the electroforming method is made of a thin ultra-thin material (thickness 6-50㎛) containing 32-50% by weight of nickel, residual iron and inevitable impurities, and accordingly, the conventional rolling method Ultra-thin having nano-sized average crystal grains that are difficult to implement in can be easily manufactured. By continuously chemically polishing the iron-nickel alloy foil produced by the electroforming method with the polishing composition and polishing method according to the present invention, an iron-nickel alloy foil having both low surface roughness and high gloss surface uniformity is provided.
본 발명에 따라 연마된 철-니켈 합금 포일은 OLED용 소재(예컨대, 봉지재, FMM, 기판 등)뿐만 아니라, 리튬 이온 전지용 전극재료로서도 사용할 수 있으며, 특별히 이에 한정하는 것은 아니다.The iron-nickel alloy foil polished according to the present invention may be used not only as a material for OLED (eg, an encapsulant, FMM, a substrate, etc.), but also as an electrode material for a lithium ion battery, but is not particularly limited thereto.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples. The following examples are only examples to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
실시예Example
과산화수소, 황산, 유기산, 과황산염, 불소함유화합물 및 안정제의 함량을 표 1에 나타낸 것과 같이 제어하여 연마 조성물을 제조하였다. 과황산염은 과황산칼륨(K2S2O8) 를 사용하였고, 불소 함유 화합물로는 불화암모늄(ammonium fluoride) 를 사용하였으며, 안정제로는 염화칼륨 을 사용하였다. 표 1에 ○로 표시된 조성 이외의 잔부는 순수이다. A polishing composition was prepared by controlling the contents of hydrogen peroxide, sulfuric acid, organic acid, persulfate, fluorine-containing compound and stabilizer as shown in Table 1. Potassium persulfate (K 2 S 2 O 8 ) was used as the persulfate, ammonium fluoride was used as the fluorine-containing compound, and potassium chloride was used as the stabilizer. The balance other than the composition indicated by ○ in Table 1 is pure.
상기 표 1에 개시된 연마 조성물을 이용하여, 전주법으로 제조된 철-니켈 합금 포일의 연마를 수행하였다. 상기 철-니켈 합금 포일의 니켈 함량은 38중량%였으며, 두께는 20㎛였다. 연마 후 철-니켈 합금 포일의 두께는 18㎛였다.Using the polishing composition disclosed in Table 1, the polishing of the iron-nickel alloy foil prepared by the electroforming method was performed. The iron-nickel alloy foil had a nickel content of 38% by weight and a thickness of 20 μm. After polishing, the thickness of the iron-nickel alloy foil was 18 μm.
구체적으로 철-니켈 합금 포일의 연마는 표 1의 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 7의 연마 조성물을 이용한 경우, 연마조성물의 pH 1.5, 온도 30℃ 및 공급 유압 3.0 kg/㎠로 설정하고 30 내지 120초 동안 철-니켈 합금 포일에 상기 연마 조성물을 분사하여 수행되었으며, 실시예 7 내지 9 및 비교예 8, 10 및 12의 연마 조성물을 이용한 경우, 연마조성물의 pH 1.8, 온도 40~50℃ 및 공급 유압 1.0 kg/㎠로 설정하고, 30 내지 120초 동안 철-니켈 합금 포일을 상기 연마 조성물에 침지하여 수행하였다. 또한, 실시예 10 및 11과 비교예 9, 11 및 13은 연마 조성물 pH 1.8, 온도 40 내지 50℃로 설정하고, 30 내지 120초 동안 철-니켈 합금 포일을 상기 연마 조성물에 침지하여, 수행하였다.Specifically, in the case of using the polishing compositions of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 to 7 of Table 1, the polishing of the iron-nickel alloy foil was set to pH 1.5 of the polishing composition, a temperature of 30° C., and a supply hydraulic pressure of 3.0 kg/cm 2 and It was carried out by spraying the polishing composition on an iron-nickel alloy foil for 30 to 120 seconds, and when using the polishing compositions of Examples 7 to 9 and Comparative Examples 8, 10 and 12, the polishing composition pH 1.8, temperature 40 to 50 C and supply hydraulic pressure was set to 1.0 kg/cm 2, and an iron-nickel alloy foil was immersed in the polishing composition for 30 to 120 seconds. In addition, Examples 10 and 11 and Comparative Examples 9, 11 and 13 were carried out by setting a polishing composition pH of 1.8, a temperature of 40 to 50°C, and immersing an iron-nickel alloy foil in the polishing composition for 30 to 120 seconds. .
1. 표면조도의 평가1. Evaluation of surface roughness
상기 연마된 철-니켈 합금포일의 표면조도를 평가하여 그 결과를 표 2에 나타내었다. 표면조도의 평가는 상기 연마된 철-니켈 합금포일을 초순수를 이용하여 세정을 실시하고, Air Gun Dry 방식으로 표면의 수분을 제거한 후, 소재 표면에 대해 3D Profiler(면적: 0.5mmX0.4mm)를 이용해 표면의 조도 형성 정도를 분석하여 수행되었다. 3D Profiler를 이용한 표면조도(Ra 및 Rz 측정) 분석을 5점 만점으로 평가하였으며, 조도 형성 정도에 따라 최우수(5점), 우수(4점), 양호(3점), 미흡 (2점), 불량 (1점)으로 부여하였다. 한편, Ra 및 Rz는 드럼면(광택면)과 용액면 (매트면) 모두에서의 조도를 의미한다.The surface roughness of the polished iron-nickel alloy foil was evaluated, and the results are shown in Table 2. To evaluate the surface roughness, clean the polished iron-nickel alloy foil with ultrapure water, remove the moisture from the surface by the Air Gun Dry method, and then use a 3D Profiler (area: 0.5mmX0.4mm) on the surface of the material. It was performed by analyzing the degree of roughness formation on the surface. The surface roughness (Ra and Rz measurement) analysis using 3D Profiler was evaluated with a full score of 5 points, and according to the degree of roughness formation, the best (5 points), excellent (4 points), good (3 points), poor (2 points), It was given as defective (1 point). On the other hand, Ra and Rz mean roughness in both the drum surface (glossy surface) and the solution surface (mat surface).
2. 표면 균일성의 평가2. Evaluation of surface uniformity
상기 연마된 철-니켈 합금포일의 표면 균일성을 평가하여 그 결과를 표 2에 나타내었다. 표면 균일성의 평가는 상기 연마된 철-니켈 합금포일을 초순수를 이용하여 세정을 실시하고, Air Gun Dry 방식으로 표면의 수분을 제거한 후, 연마 후 표면을 광택계(elcometer, 영국)로 측정하고 육안 관찰을 통한 표면 오염 및 잔존물의 유무 상태를 관찰하여 수행되었다. 광택도가 400 이상이고 오염이 없을 경우 최우수(5점), 광택도가 200 내지 400이고 표면 이상이 없을 경우 우수(4점), 광택도가 200 내지 400이고 표면 결함 및 오염이 1 내지 2개일 경우 양호(3점), 광택도가 200 이하일 경우 미흡(2점), 광택도가 200 이하이며 피트(pit) 발생시 불량(1점)으로 부여하였다.The surface uniformity of the polished iron-nickel alloy foil was evaluated, and the results are shown in Table 2. To evaluate the surface uniformity, clean the polished iron-nickel alloy foil with ultrapure water, remove moisture from the surface by air gun dry method, and measure the surface after polishing with an elcometer (UK) and visually It was carried out by observing the presence or absence of surface contamination and remnants through observation. Excellent (5 points) when the gloss is 400 or more and no contamination, excellent (4 points) when the gloss is 200 to 400 and there is no surface abnormality, and the gloss is 200 to 400 and surface defects and contamination are 1 to 2 days If the gloss is good (3 points), if the gloss is 200 or less, it is poor (2 points), and if the gloss is 200 or less, it is given as defective (1 point) when a pit occurs.
3. 용액안정성 및 처리 능력 평가3. Solution stability and treatment ability evaluation
표 1의 연마조성물의 용액안정성을 평가하여 표 2에 나타내었다. 용액안정성의 평가는 상기 연마 조성물 내에 인바 소재 합금을 1,000ppm에서 10,000ppm에 이르기까지 1,000ppm 간격으로 용해하였으며, 용해 시간은 30분으로 한정하였다. 각 ppm 별로 용해 후 인바 소재에 대해 옥사이드 제거력, 표면 조도, 표면 균일성을 측정하였다. 위의 평가 결과에 의거하여 용액 안정성을 평가하여, 최우수(5점), 우수(4점), 양호(3점), 미흡(2점), 불량(1점)으로 부여하였다.The solution stability of the polishing composition of Table 1 was evaluated and shown in Table 2. In the evaluation of solution stability, the Invar alloy was dissolved in the polishing composition at 1,000 ppm intervals ranging from 1,000 ppm to 10,000 ppm, and the dissolution time was limited to 30 minutes. After dissolution for each ppm, oxide removal power, surface roughness, and surface uniformity were measured for the Invar material. Solution stability was evaluated based on the above evaluation results, and was given as best (5 points), excellent (4 points), good (3 points), poor (2 points), and poor (1 point).
본원발명에서 제안하는 조성 및 함량을 만족하는 실시예 1 내지 11은 비교예 1 내지 13에 비하여 표면 조도가 우수할 뿐만 아니라, 목표로 하는 인바 소재 두께 구현을 위한 표면 균일성을 얻을 수 있었다. 또한, 유기산, 안정제 및 과황산염의 적정 혼합비의 조절을 통해 우수한 용액 안정성 능력을 보유한 연마 조성물에 대한 확인이 가능하였다.Examples 1 to 11 satisfying the composition and content proposed in the present invention not only have excellent surface roughness compared to Comparative Examples 1 to 13, but also obtain surface uniformity for realizing the target Invar material thickness. In addition, it was possible to confirm the polishing composition having excellent solution stability ability by controlling the appropriate mixing ratio of organic acid, stabilizer and persulfate.
이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이다.Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and variations are possible without departing from the technical spirit of the present invention described in the claims. It will be obvious to those of ordinary skill in the field.
Claims (13)
상기 철-니켈 합금 포일을 과산화수소 0.1 내지 10중량%, 과황산염 0.1 내지 3.0 중량%, 황산 0.01 내지 3.0 중량%, 유기산 또는 유기산염 0.1 내지 2.0 중량%, 불소 함유 화합물 0.01 내지 2.0 중량%, 안정제 0.05 내지 3.0 중량% 및 잔부 물을 포함하는 철-니켈 합금 포일 연마 조성물에 침지하여 연마하는 단계를 포함하는 철-니켈 합금 포일 화학연마방법.
Providing an iron-nickel alloy foil; And
The iron-nickel alloy foil is hydrogen peroxide 0.1 to 10% by weight, persulfate 0.1 to 3.0% by weight, sulfuric acid 0.01 to 3.0% by weight, organic acid or organic acid salt 0.1 to 2.0% by weight, fluorine-containing compound 0.01 to 2.0% by weight, stabilizer 0.05 Iron-nickel alloy foil chemical polishing method comprising the step of immersing and polishing an iron-nickel alloy foil polishing composition comprising to 3.0% by weight and the balance water.
상기 과황산염이 과황산칼륨, 과황산나트륨 및 과황산암모늄 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 철-니켈 합금 포일 화학연마방법.
The method of claim 1,
The iron-nickel alloy foil chemical polishing method, characterized in that the persulfate is at least one selected from potassium persulfate, sodium persulfate and ammonium persulfate.
상기 유기산이 아세트산, 부탄산, 시트르산, 포름산, 글루콘산, 글리콜산, 말론산, 옥살산, 펜탄산, 설포벤조산, 설포석신산, 설포프탈산, 살리실산, 설포살리실산, 벤조산, 락트산, 글리세르산, 석신산, 말산, 타르타르산, 이소시트르산, 프로펜산, 이미노디아세트산 및 에틸렌디아민테트라아세트산 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 철-니켈 합금 포일 화학연마방법.
The method of claim 1,
The organic acids are acetic acid, butanoic acid, citric acid, formic acid, gluconic acid, glycolic acid, malonic acid, oxalic acid, pentanoic acid, sulfobenzoic acid, sulfosuccinic acid, sulfophthalic acid, salicylic acid, sulfosalicylic acid, benzoic acid, lactic acid, glyceric acid, stone A chemical polishing method for an iron-nickel alloy foil, characterized in that at least one selected from sinic acid, malic acid, tartaric acid, isocitric acid, propenoic acid, iminodiacetic acid and ethylenediaminetetraacetic acid.
상기 유기산염이 아세트산, 부탄산, 시트르산, 포름산, 글루콘산, 글리콜산, 말론산, 옥살산, 펜탄산, 설포벤조산, 설포석신산, 설포프탈산, 살리실산, 설포살리실산, 벤조산, 락트산, 글리세르산, 석신산, 말산, 타르타르산, 이소시트르산, 프로펜산, 이미노디아세트산 및 에틸렌디아민테트라아세트산 중에서 선택된 1종 이상의 칼륨염, 나트륨염 및 암모늄염 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 철-니켈 합금 포일 화학연마방법.
The method of claim 1,
The organic acid salts are acetic acid, butanoic acid, citric acid, formic acid, gluconic acid, glycolic acid, malonic acid, oxalic acid, pentanoic acid, sulfobenzoic acid, sulfosuccinic acid, sulfophthalic acid, salicylic acid, sulfosalicylic acid, benzoic acid, lactic acid, glyceric acid, Iron-nickel alloy foil chemical polishing method, characterized in that it is at least one selected from one or more potassium salts, sodium salts and ammonium salts selected from succinic acid, malic acid, tartaric acid, isocitric acid, propenoic acid, iminodiacetic acid and ethylenediaminetetraacetic acid .
상기 불소 함유 화합물이 불산, 불화암모늄, 불화나트륨, 불화칼륨, 중불화암모늄, 중불화나트륨 및 중불화칼륨 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 철-니켈 합금 포일 화학연마방법.
The method of claim 1,
The iron-nickel alloy foil chemical polishing method, characterized in that the fluorine-containing compound is at least one selected from hydrofluoric acid, ammonium fluoride, sodium fluoride, potassium fluoride, ammonium bifluoride, sodium bifluoride and potassium bifluoride.
상기 안정제가 염화암모늄, 염화칼륨, 염화나트륨, 황산칼륨, 황산수소칼륨, 황산구리 5수화물 중에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 철-니켈 합금 포일 화학연마방법.
The method of claim 1,
Iron-nickel alloy foil chemical polishing method, characterized in that the stabilizer is at least one selected from ammonium chloride, potassium chloride, sodium chloride, potassium sulfate, potassium hydrogen sulfate, and copper sulfate pentahydrate.
상기 연마 조성물의 pH가 0.5 내지 3.0인 것을 특징으로 하는 철-니켈 합금 포일 화학연마방법.
The method of claim 1,
Iron-nickel alloy foil chemical polishing method, characterized in that the pH of the polishing composition is 0.5 to 3.0.
상기 철-니켈 합금 포일은 니켈을 32 내지 50중량% 포함하는 것을 특징으로 하는 철-니켈 합금 포일 화학연마방법.
The method of claim 1,
The iron-nickel alloy foil is an iron-nickel alloy foil chemical polishing method, characterized in that it contains 32 to 50% by weight of nickel.
상기 연마 조성물의 온도가 20 내지 50℃인 것을 특징으로 하는 철-니켈 합금 포일 화학연마방법.The method of claim 1,
Iron-nickel alloy foil chemical polishing method, characterized in that the temperature of the polishing composition is 20 to 50 ℃.
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