CN103205671A - 三维立体蒸镀掩模板的复合制备工艺 - Google Patents

三维立体蒸镀掩模板的复合制备工艺 Download PDF

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本发明涉及一种三维立体蒸镀掩模板的复合制备工艺，其特征在于，所述制备工艺步骤包括：A.三维立体芯模的制备工艺;B.三维立体蒸镀掩模板的制备工艺。本发明提供的三维立体蒸镀掩模板的复合制备工艺,其生产出来的三维立体蒸镀掩模板具有凹陷区域和凸起区域，镀层表面质量好，无麻点、针孔，凸起区域不易脱落成本低，工艺简单，节省能源开口精度高，开口质量好，孔壁光滑，具有广阔的市场前景。

Description

三维立体蒸镀掩模板的复合制备工艺
技术领域
本发明设计一种金属掩模板的复合制备工艺，属于材料制备和加工技术领域，具体涉及到一种三维立体蒸镀用金属掩模板的复合制备工艺。 
背景技术
随着OLED产品的日渐丰富，单一的平面网板已经不能满足现有市场的需求。现在市场需求越来越追求个性，时尚，产品已经由过去单一的平面，逐渐发展成曲面、高低台面，并且伴有镂空或凸起设计。在高精密制造领域，即使是基体表面很小的凸凹部位也会受到掩模板的影响而产生变形，导致产品的报废。在现有蒸镀工艺中，只停留在二维蒸镀掩模板的使用上，急需研制新的掩模板应用于OLED封装工艺。   
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种三维立体蒸镀掩模板的复合制备工艺，其生产出来的三维立体蒸镀掩模板,具有凹陷区域和凸起区域，该掩模板精度高、均匀性高，板面质量和开口质量好，线性热膨胀系数极小，很好地满足蒸镀要求，将三维立体印刷模板的技术运用于OLED封装工艺。 
为了解决上述技术问题，本发明采取的技术方案如下： 
一种三维立体蒸镀掩模板的复合制备工艺，其特征在于，所述制备工艺步骤包括：
A. 三维立体芯模的制备工艺;
B. 三维立体蒸镀掩模板的制备工艺。
所述步骤A中的三维立体芯模的制备工艺包括： 
芯模处理；
前处理；
双面贴膜；
单面曝光a；
单面显影a；
蚀刻；
芯模后续处理。
优选的，所述芯模处理包括，选取1.8mm厚的不锈钢板作为芯模材料，将芯模切割成为800mm×600mm的尺寸大小； 
所述前处理包括，将芯模除油、酸洗、喷砂，以去除表面的油渍杂质，并将表面打磨光滑；
所述双面贴膜包括，将芯模的双面进行贴膜，并撕去一面的干膜保护膜，保留另一面的干膜保护膜，防止被蚀刻液腐蚀；
所述单面曝光a包括，将芯模的双面撕去保护膜的一面进行曝光，即将形成电铸掩模板的一面的三维立体区域凸起区域以外的区域曝光，将凸起区域的干膜显影去除； 将芯模另外的一面曝黑；
所述单面显影a包括，将所述单面曝光a步骤中的未曝光部分显影，即单面显影区域为掩模板凸起区域；留下曝光后的干膜以作后续蚀刻步骤的保护膜，以备将芯模蚀刻成厚度均一的具有三维立体区域的芯膜；
所述单面蚀刻包括，蚀刻区域即为所述单面显影a步骤中的未曝光区域，在芯模上蚀刻出一个凹陷区域，形成三维立体芯模，为后续电铸三维立体蒸镀掩模板做准备；刻蚀后即可形成厚度均一的具有三维立体芯模；
所述芯模后续处理包括，将三维立体芯模进行除油、酸洗。
所述步骤B中的三维立体蒸镀掩模板的制备工艺如下： 
芯模处理；
单面贴膜；
单面曝光b；
单面显影b；
电铸；
剥离。
优选的，所述芯模处理包括，将三维立体芯模具有凹陷区域的一面进行喷砂； 
所述单面贴膜包括，将三维立体芯模具有凹陷区域的一面进行贴膜；
所述单面曝光包括，将三维立体芯模上图形开口区域曝光；
所述单面显影包括，将所述单面曝光步骤中未曝光部分显影，留下曝光的部分以作后续电铸步骤的保护膜；
所述电铸包括，在制作好的三维立体芯模上电沉积上金属材料，形成三维立体蒸镀掩模板；
所述剥离包括，将三维立体蒸镀掩模板从芯模上剥离。
所述的芯模为不锈钢材料，基板的尺寸800mm×600mm×1.8mm。 
优选的，所述曝光和显影的工艺参数如下： 
单面曝光a量为80-200 mj；
单面曝光a时间为180-300 s；
单面显影a时间为120-300 s；
单面曝光b量为500-1500 mj；
单面曝光b时间为900-2400 s；
单面显影b时间为180-300 s。
优选的，蚀刻的工艺参数的如下： 
蚀刻液温度为50℃；
蚀刻液喷射压力为14 psi；
蚀刻时间为40-80 min。
所述电铸步骤为在制作好的三维立体芯模上电沉积上金属材料，形成三维立体蒸镀掩模板，所述电铸工艺参数范围如下： 
电流密度为2.0-3.0 A/m2；
电铸时间为40-240 min；
温度为60℃；
pH为4.2～4.8；
活化时间为3～5min。
所述电铸溶液的组成如下： 
氨基磺酸镍为50～80 g/L；
七水合氯化镍为10～20 g/L；
硼酸为为30～50 g/L；
光亮剂为1-3 ml/L；
稳定剂为1.5-3 ml/L；
润湿剂为0.5-3 ml/L。
所述三维立体蒸镀掩模板应用于OLED制作工艺，是蒸镀有机材料于ITO基板上所要用到的模板，该工艺要求掩模板具有一定的磁性和硬度，并且为了防止随着蒸镀室温度的升高，掩模板产生位置偏差，故该种掩模板应具有尽可能低的热膨胀系数。为了配合特殊位置的精度要求，其位置需制作为凸起区或凹陷区，且对凸起区或凹陷区的深宽比要求严格，还包括凸起区或凹陷区与板面的角度。 
三维立体蒸镀掩模板的三维立体结构（即根据三维立体芯模的凹陷区域电铸形成的凹陷结构）根据封装区域的需要设置于掩模板上，例如有的封装区域设置在ITO基板的中间区域，相应的把三维立体结构设置于掩模板的中间；而有的封装区域设置在ITO基板的边缘区域，相应的把三维立体结构设置于掩模板的边缘。根据封装区域的需要可以在掩模板上设置多个三维立体结构，三维立体结构可以设置于掩模板上的任何区域。 
三维立体蒸镀掩模板的三维立体结构主要起到封装作用，即把ITO基板上已蒸镀的有机材料封装在一起，避开原已蒸镀的有机材料层，并在掩模板三维立体结构四周的开口涂敷封框胶。三维立体蒸镀掩模板上的三维立体结构是为了避开已蒸镀的有机材料，三维立体结构与ITO基板接触紧贴的一面为凹陷区域，提供避开的空间。 
在使用时，先用二维蒸镀用掩模板将有机材料一层一层蒸镀到ITO玻璃基板上，再用本发明的方法制作而成的三维立体蒸镀掩模板将已蒸镀好的有机材料层封装起来。 
本发明提供的三维立体蒸镀掩模板的复合制备工艺, 其生产出来的三维立体蒸镀掩模板具有凹陷区域和凸起区域，镀层表面质量好，无麻点、针孔，凸起区域不易脱落成本低，工艺简单，节省能源开口精度高，开口质量好，孔壁光滑，具有广阔的市场前景。 
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。 
图1 为三维立体蒸镀掩模板三维立体区域示意图； 
图中8为掩模板印刷面，9为掩模板PCB面，11为掩模板印刷面凸起区域，22为掩模板PCB面的凹形。
图2为三维立体蒸镀掩模板掩模板示意图； 
图中111为三维立体蒸镀掩模板二维区域的图形开口，5为三维立体蒸镀掩模板，10为三维立体蒸镀掩模板上的三维立体结构。
图3为三维立体芯模示意图； 
图中1111为芯模，1112为芯模的凹陷区域。
具体实施方式
一种三维立体蒸镀掩模板的复合制备工艺具体的工艺流程包括如下两个步骤： 
A. 三维立体芯模的制备工艺;
B. 三维立体蒸镀掩模板的制备工艺。
具体的说，步骤A中所述的三维立体芯模的制备工艺包括步骤为： 
芯模处理→前处理（除油、酸洗、喷砂）→双面贴膜→单面曝光a→单面显影a→单面蚀刻→脱膜→芯模后续处理（除油、酸洗）
更具体的，各步骤所述的工艺流程如下：
（1）芯模处理：选取1.8mm厚的不锈钢板作为芯模材料，将芯模切割成为800mm×600mm的尺寸大小；
（2）前处理：将芯模除油、酸洗、喷砂，以去除表面的油渍杂质，并将表面打磨光滑；
（3）双面贴膜：将芯模的双面进行贴膜，并撕去一面的干膜保护膜，保留另一面的干膜保护膜，防止被蚀刻液腐蚀；
（4）单面曝光a：将芯模的双面撕去保护膜的一面进行曝光，即将形成电铸掩模板的一面的三维立体区域（凹形区域）凸起区域以外的区域曝光，将凸起区域的干膜显影去除，而另外的一面（与此区域对应的一面）曝黑；
（5）单面显影a：将步骤（4）中的未曝光部分显影，留下曝光后的干膜以作后续蚀刻步骤的保护膜，以备将芯模蚀刻成厚度均一的具有三维立体区域的芯膜；
（6）单面蚀刻：蚀刻区域即为步骤（5）中的未曝光区域，刻蚀后即可形成厚度均一的具有三维立体芯模；
（7）芯模后续处理：将三维立体芯模进行除油、酸洗；
通过以上工艺步骤制得如图3所示的三维立体芯膜。
 具体的说，步骤B中所述的三维立体淹模板的制备工艺包括步骤为： 
芯模处理→单面贴膜→单面曝光b→单面显影b→电铸→脱膜→剥离
更具体的，各步骤的工艺流程如下：
（1）芯模处理： 将三维立体芯模具有凹陷区域的一面进行喷砂；
（2）单面贴膜：将三维立体芯模具有凹陷区域的一面进行贴膜；
（3）单面曝光b：将三维立体芯模上图形开口区域曝光；
（4）单面显影b：将步骤（3）中未曝光部分显影，留下曝光的部分以作后续电铸步骤的保护膜；
（5）电铸：在制作好的三维立体芯模上电沉积上金属材料，形成三维立体蒸镀掩模板；
（6）剥离：将掩模板从芯模上剥离。
通过以上工艺步骤制得如图2所示的三维立体芯膜。 
如图3所示，一种用于制造三维立体蒸镀掩模板的芯模，所述芯模的一面设有凹陷区域1112，用于电铸形成三维立体蒸镀掩模板上的三维立体结构10。所述凹陷区域1112的面积与所要制作的三维立体蒸镀掩模板的三维立体结构10的面积相一致；所述凹陷区域1112的深度与所要制作的三维立体蒸镀掩模板的三维立体结构10凸起区域的高度相一致。 
如图1-2所述，一种三维立体蒸镀掩模板，包括图形开口区域的图形开口111，具有三维立体结构10，所述三维立体结构10由凹陷区域22和凸起区域11构成，所述凹陷区域22为比掩模板板面低的凹陷结构，所述凸起区域11比掩模板板面高的凸起结构。所述的凹陷区域22的深度≤10μm，凸起区域11的高度≤10μm。所述凹陷区域22与掩模板1板面形成夹角α为900，所述凸起区域11与掩模板1板面形成夹角β为900。所述掩模板的厚度为100um。在使用时，三维立体蒸镀掩模板具有凹陷区域22的一面用于靠近ITO基板，称之为三维立体蒸镀掩模板的ITO面33；而三维立体蒸镀掩模板的另一面具有凸起区域11，背离ITO基板，用于蒸镀，称之为三维立体蒸镀掩模板的蒸镀面44。 
具体地说，步骤A和B中的各个工艺步骤的具体的工艺参数范围如下： 
前处理工艺参数
除油时间 1～2min
酸洗时间 1～2min
喷砂时间 1～2min
曝光显影工艺参数
不锈钢基板尺寸（mm） 800*600*1.8
曝光a量（mj） 30
曝光a时间（s） 35
显影a时间（s） 35
曝光b量（mj） 30
曝光b时间（s） 180
显影b时间（s） 190
蚀刻工艺参数
蚀刻液温度（℃） 50
蚀刻液喷射压力（psi） 14
蚀刻时间（min） 40
电铸工艺参数
Figure 201210010676X100002DEST_PATH_IMAGE001
以上实施例目的在于说明本发明，而非限制本发明的保护范围，所有由本发明简单变化而来的应用均落在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种三维立体蒸镀掩模板的复合制备工艺，其特征在于，所述制备工艺步骤包括：
A. 三维立体芯模的制备工艺;
B. 三维立体蒸镀掩模板的制备工艺。
2.根据权利要求1所述的复合制备工艺，其特征在于，所述步骤A中的三维立体芯模的制备工艺包括：
芯模处理；
前处理；
双面贴膜；
单面曝光a；
单面显影a；
蚀刻；
芯模后续处理。
3.根据权利要求2所述的复合制备工艺，其特征在于，
所述芯模处理包括，选取1.8mm厚的不锈钢板作为芯模材料，将芯模切割成为800mm×600mm的尺寸大小；
所述前处理包括，将芯模除油、酸洗、喷砂，以去除表面的油渍杂质，并将表面打磨光滑；
所述双面贴膜包括，将芯模的双面进行贴膜，并撕去一面的干膜保护膜，保留另一面的干膜保护膜，防止被蚀刻液腐蚀；
所述单面曝光a包括，将芯模的双面撕去保护膜的一面进行曝光，即将形成电铸掩模板的一面的三维立体区域凸起区域以外的区域曝光，将凸起区域的干膜显影去除； 将芯模另外的一面曝黑；
所述单面显影a包括，将所述单面曝光a步骤中的未曝光部分显影，即单面显影区域为掩模板凸起区域；留下曝光后的干膜以作后续蚀刻步骤的保护膜，以备将芯模蚀刻成厚度均一的具有三维立体区域的芯膜；
所述单面蚀刻包括，蚀刻区域即为所述单面显影a步骤中的未曝光区域，在芯模上蚀刻出一个凹陷区域，形成三维立体芯模，为后续电铸三维立体蒸镀掩模板做准备；刻蚀后即可形成厚度均一的具有三维立体芯模；
所述芯模后续处理包括，将三维立体芯模进行除油、酸洗。
4.根据权利要求1所述的复合制备工艺，其特征在于，所述步骤B中的三维立体蒸镀掩模板的制备工艺如下：
芯模处理；
单面贴膜；
单面曝光b；
单面显影b；
电铸；
剥离。
5.根据权利要求4所述的复合制备工艺，其特征在于，
所述芯模处理包括，将三维立体芯模具有凹陷区域的一面进行喷砂；
所述单面贴膜包括，将三维立体芯模具有凹陷区域的一面进行贴膜；
所述单面曝光包括，将三维立体芯模上图形开口区域曝光；
所述单面显影包括，将所述单面曝光步骤中未曝光部分显影，留下曝光的部分以作后续电铸步骤的保护膜；
所述电铸包括，在制作好的三维立体芯模上电沉积上金属材料，形成三维立体蒸镀掩模板；
所述剥离包括，将三维立体蒸镀掩模板从芯模上剥离。
6.根据权利要求1-5任一项所述的三维立体芯模的制备工艺，其特征在于，所述的芯模为不锈钢材料，基板的尺寸800mm×600mm×1.8mm。
7.根据权利要求2、3、4和5所述的复合制备工艺，其特征在于，所述曝光和显影的工艺参数如下：
单面曝光a量为80-200 mj；
单面曝光a时间为180-300 s；
单面显影a时间为120-300 s；
单面曝光b量为500-1500 mj；
单面曝光b时间为900-2400 s；
单面显影b时间为180-300 s。
8.根据权利要求3所述的复合制备工艺，其特征在于，蚀刻的工艺参数的如下：
蚀刻液温度为50℃；
蚀刻液喷射压力为14 psi；
蚀刻时间为40-80 min。
9.根据权利要求5所述的复合制备工艺，其特征在于，所述电铸步骤为在制作好的三维立体芯模上电沉积上金属材料，形成三维立体蒸镀掩模板，所述电铸工艺参数范围如下：
电流密度为2.0-3.0 A/m2；
电铸时间为40-240 min；
温度为60℃；
pH为4.2～4.8；
活化时间为3～5min。
10.根据权利要求5所述的复合制备工艺，其特征在于，所述电铸溶液的组成如下：
氨基磺酸镍为50～80 g/L；
七水合氯化镍为10～20 g/L；
硼酸为30～50 g/L；
光亮剂为1-3 ml/L；
稳定剂为1.5-3 ml/L；
    润湿剂为0.5-3 ml/L。
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