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公開番号2025041831
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-26
出願番号2024227562,2023522661
出願日2024-12-24,2022-05-16
発明の名称平坦化膜付きステンレス鋼箔
出願人日鉄ケミカル&マテリアル株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類C22C 38/00 20060101AFI20250318BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】ステンレス鋼箔表面に存在する凹みの数を低減して、平坦化膜に生じるクラックの無い平坦化膜付きステンレス鋼箔を提供する。
【解決手段】ステンレス鋼成分を含み、残部がFe及び不純物からなる組成を有し、粒径2.00μm以上の介在物の合計質量に対して、Al₂O₃:30質量%以下、MgO:10質量%以下であり、前記粒径2.00μm以上の介在物のうち、表面に存在する粒径5.00μm超の介在物が20個/cm²以下であり、板厚が5.0μm以上100.0μm以下のステンレス鋼箔、および前記ステンレス鋼箔の少なくとも片面に、膜厚が0.3μm以上5.0μm以下の平坦化膜を有する、平坦化膜付きステンレス鋼箔。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
ステンレス鋼成分を含み、残部がＦｅ及び不純物からなる組成を有し、
粒径２．００μｍ以上の介在物の合計質量に対して、Ａｌ
2
Ｏ
3
：３０質量％以下、ＭｇＯ：１０質量％以下であり、
前記粒径２．００μｍ以上の介在物のうち、表面に存在する粒径５．００μｍ超の介在物が２０個／ｃｍ
2
以下であり、
板厚が５．０μｍ以上１００．０μｍ以下のステンレス鋼箔、および
前記ステンレス鋼箔の少なくとも片面に、膜厚が０．３μｍ以上５．０μｍ以下の平坦化膜を有する、平坦化膜付きステンレス鋼箔。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記ステンレス鋼箔が、質量％にて、
Ｃ：０．１５０％以下、
Ｓｉ：０．０５０～２．０００％、
Ｍｎ：０．１００～１０．０００％、
Ｐ：０．０４５％以下、
Ｓ：０．００７％以下、
Ｎｉ：２．０００～１５．０００％、
Ｃｒ：１５．０００～２０．０００％、
Ｎ：０．２００％以下、
Ａｌ：０．０３０％以下、
Ｍｇ：０．０００５％以下、
Ｃａ：０．０００５％以下を含み、残部がＦｅ及び不純物からなる組成を有するオーステナイト系ステンレス鋼箔である請求項１に記載の平坦化膜付きステンレス鋼箔。
【請求項３】
前記ステンレス鋼箔が、質量％にて、
Ｃ：０．１２０％以下、
Ｓｉ：０．０５０～２．０００％、
Ｍｎ：０．１００～１．２５０％、
Ｐ：０．０４０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ｃｒ：１５．０００～２０．０００％、
Ｎ：０．０２５％以下、
Ａｌ：０．０３０％以下、
Ｍｇ：０．０００５％以下、
Ｃａ：０．０００５％以下を含み、残部がＦｅ及び不純物からなる組成を有するフェライト系ステンレス鋼箔である請求項１に記載の平坦化膜付きステンレス鋼箔。
【請求項４】
前記平坦化膜がシリカ系の有機無機ハイブリッド膜であり、前記有機無機ハイブリッド膜を構成するＳｉ核が、Ｔ核およびＱ核のみを含む請求項１～３のいずれか１項に記載の平坦化膜付きステンレス鋼箔。
【請求項５】
前記平坦化膜がシリカ系の有機無機ハイブリッド膜であり、前記有機無機ハイブリッド膜を構成するＳｉ核に対するＱ核の割合が７０％以下である請求項４に記載の平坦化膜付きステンレス鋼箔。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイス用フレキシブル基板に適用可能な平坦化膜付きステンレス鋼箔に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
フレキシブル電子デバイスに代表される薄膜電子デバイスの基板用材料には、平坦性、絶縁信頼性、耐熱性、ガスバリア性や高靭性が求められる。この基板用材料の候補として、樹脂フィルムや極薄ガラスが挙げられるが、樹脂フィルムは、耐熱性、ガスバリア性に課題があり、極薄ガラスは靭性が低く信頼性に課題がある。一方、ステンレス鋼箔は、耐熱性、ガスバリア性、靭性に優れるが、平坦性や絶縁性に課題がある。そこで、前記課題解決のため、ステンレス鋼箔の少なくとも片面に平坦化膜を成膜し、平坦性や絶縁性を付与した平坦膜付きステンレス鋼箔が注目されている。中でも、耐熱性に優れるシリカ系の無機有機ハイブリッド材料で被覆した平坦化膜付きステンレス鋼箔は有望な材料となっている。
【０００３】
シリカ系無機有機ハイブリッド材料を成膜したステンレス鋼箔としては、特許文献１、２などに記載がある。
特許文献１には、耐熱性、加工性、平坦性、可撓性、絶縁性に優れた無機有機ハイブリッド膜で被覆したステンレス鋼箔が記載されている。このステンレス鋼箔は、ゾルゲル法を用いて作製された適量の有機基を含有する無機有機ハイブリッド膜をステンレス鋼箔の片面又は両面に被覆することで、耐熱性、加工性、平坦性、絶縁性等に優れたステンレス鋼箔が得られている。
【０００４】
特許文献２には、ＲｏｌｌｔｏＲｏｌｌプロセスで金属箔コイルの表面をガラス基板並みに平坦化することができる短時間硬化型の平坦化膜形成塗布液、耐熱性と耐湿性も併せ持つ平坦化皮膜およびそれによって平坦化された金属箔コイルが記載されている。この金属箔コイルは、有機溶媒中フェニルトリアルコキシシラン１モルに対して、酢酸０．１モル以上１モル以下、有機スズ０．００５モル以上０．０５モル以下を触媒として加え、２モル以上４モル以下の水で加水分解後、１６０℃以上２１０℃以下の温度で有機溶剤を減圧留去して得られたレジンを芳香族炭化水素系溶剤に溶解した短時間硬化可能な平坦化膜形成塗布液を塗布することによって得られている。
【０００５】
一方、上記のような平坦化膜を設けても、ステンレス鋼箔表面の凹みに起因し、平坦化膜にクラックが生じ、平坦性、絶縁性が低下するという課題がある。ステンレス鋼箔表面の凹みは、ステンレス鋼中の介在物が圧延時にステンレス鋼箔表面から脱落することによって生じる。
【０００６】
ステンレス鋼箔を製造する母材となるステンレス鋼中の介在物を低減させる方法は種々検討されている。例えば、特許文献３には、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）の部材や、薄膜シリコン太陽電池基板をはじめとする半導体層形成基板などの、精密機器部材に適したステンレス鋼板が開示されている。ステンレス鋼板の表面に分布している微小なピットの存在が、当該ステンレス鋼板の洗浄性に大きく影響しており、前記微小なピットは、介在物や炭化粒子等の圧延工程での脱落痕に起因することが、開示されている。特許文献３には、Ｍｎ（Ｏ，Ｓ）－ＳｉＯ
2
を主成分とする非金属介在物を生成させると共に、ＭｇＯ、Ａｌ
2
Ｏ
3
、Ｃｒ
2
Ｏ
3
を所定の濃度以下に調整することによって、非金属介在物を無害化することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００３－２４７０７８号公報
国際公開第２０１６／０７６３９９号
特開２０１１－２０２２５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、平坦化膜にクラックが生じる原因となるステンレス鋼箔表面に存在する凹みの数を低減して、平坦性や絶縁信頼性に優れた平坦化膜付きステンレス鋼箔を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
発明者らは、ステンレス鋼箔の表面に膜厚２．０μｍ以上４．０μｍ以下のフェニルシロキサンポリマーから成る平坦化膜を成膜して、試験片を作製した。前記膜上の導電率０．１Ｓ／ｍ以上１００Ｓ／ｍ以下の液体を浸した断面積が４ｍｍ
2
以上９ｍｍ
2
以下の電極を上部電極とし、前記ステンレス鋼箔を下部電極とし、前記試験片の表面を前記上部電極で走査して、前記上部電極と前記下部電極との間に１０Ｖ印加したときのリーク電流が、１μＡ／ｍｍ
2
以上である箇所の数を計測した。その結果、測定面積１００ｃｍ
2
に対して、１μＡ／ｍｍ
2
以上の電流値を示す箇所が複数個所見つかった。その断面を観察したところ、ステンレス鋼箔の表面に圧延方向と垂直な方向の幅が５μｍ以上の凹みが存在し、これらの凹みがクラック発生の要因となっていることを見出した。また、これらステンレス鋼箔表面にある凹みは、ステンレス鋼箔の箔圧延の工程において、ステンレス鋼中にある粒径５μｍ以上の粗大な介在物が脱落することによって生じることを見出した。
【００１０】
さらに研究の結果、脱落した介在物を追跡することはできないが、ステンレス鋼箔表面に残存する脱落していない粗大な介在物数が多いほど、介在物の脱落による凹みの数が多く、ステンレス鋼箔表面に成膜した平坦化膜に生じるクラックの数が多くなることを見出した。
（【００１１】以降は省略されています）

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