펄스 전압을 이용한 인바합금의 미세 전해가공

초록

인바(invar)합금은 Fe-Ni계 합금으로서 36%의 Ni를 함유하고 있다. 인바합금의 가장 두드러진 성질은 상온에서 열팽창 계수가 일반 철강재료의 1/10수준인 1.0×10-6/℃으로 낮다는 것이다. 이러한 인바의 지열팽창 특성은 미사일, 항공기 등 군사적 목적과 TV 및 PC 모니터 CRT내면에 장착되어져 마스크(Shadow mask)등에 응용되고 있다. 특히 모니터의 대형화와 평판화 추세 때문에 디스플레이용 인바 섀도우마스크(shadow mask)의 사용량은 급격히 증가하고 있다. 현재 인바 섀도우마스크는 전주주형법(electro-forming)으로 생산되고 있다. 그러나 납기 효율성 측면에서 생산성이 떨어지기 때문에 이에 대한 대안으로 레이저가공 이용이 검증되고 있으나 이러한 레이저 가공도 가공 시 열이 발생함으로써 미세 홀 주변의 열변형과 버(Burr)의 발생등이 추가적으로 고려되어지고 있다. 본 논문에서는 디스플레이용 섀도우마스크로 사용되고 있는 인바합금에 대해 Pulse-EMM가공시 인가전압의 세기, on∙off 시간에 따라 나타나는 가공특성을 관찰하여 Pulse-EMM을 이용한 인바섀도우마스크의 가공 가능성에 대해서 살펴보았다. 실험은 두께 30㎛의 박판 인바와 30~80㎛의 텅스텐 전극을 사용하였다. 실험에 사용된 가공 조건은 인가전압 7~15V, 펄스주기 1.5~3.5㎲, 펄스 폭 1~2㎲이며 전해액은 1.5M의 NaNO3를 사용하였다.