CN103205784A

CN103205784A - 一种蒸镀掩模板的制备方法

Info

Publication number: CN103205784A
Application number: CN2012100107599A
Authority: CN
Inventors: 魏志凌; 高小平
Original assignee: Kunshan Power Stencil Co Ltd
Current assignee: Kunshan Power Stencil Co Ltd
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2013-07-17

Abstract

本发明公开了一种蒸镀掩模板的制备方法，所述掩模板为采用电铸工艺制作的镍铁合金材料的掩模板；所述镍铁合金材料包括镍和铁两种元素，其铁元素的含量为56%～62%；所述镍铁合金材料的制备方法为：采用电铸方法，以硫酸盐体系作为电铸液，金属阴阳极置于电铸液中，并在阴极沉积镍铁合金；所述电铸液具体包括：220～260g/L的硫酸镍、30～50g/L的氯化镍、40～50g/L的硼酸、21～25g/L的硫酸亚铁。本发明使用电铸工艺来代替蚀刻工艺，得到的产品开口质量好，光滑、无毛刺，精度高；该工艺减少镍的使用量，节省成本，减轻三废治理负担；该工艺可得到铁含量在56%～62%范围的合金镀层，即能够得到不同磁性能的大平面金属掩模镀层。

Description

一种蒸镀掩模板的制备方法

技术领域

本发明属于电铸技术领域，涉及一种掩模板的制备方法，尤其涉及一种蒸镀掩模板的制备方法。

背景技术

在现今的高精度制造领域，随着技术的发展，具有高磁性的大平面金属掩模板的需求也随着增加，如蒸镀用金属掩模板。同时，近年来金属镍价格持续上升，纯镍的金属掩模板成本也随之增加。

绝大多数的金属和合金都是在受热时体积膨胀，冷却时体积收缩，但因瓦合金由于它的铁磁性，在一定的温度范围内，具有因瓦效应的反常热膨胀，其膨胀系数极低，有时甚至为零或负值。因此对于精度要求很高的蒸镀用掩模板，因瓦合金是不二选择。其他材料均会因为在蒸镀过程中受热而膨胀影响精度，从而大大影响了产品质量。

但同时因瓦合金都是采用熔炼的方法获得的，耗能高，技术要求高，因而价格也是相当高。严重限制了因瓦合金的发展前景。

此外，在现今的技术领域，多数蒸镀用掩模板是用蚀刻因瓦合金制作出来的，但通过蚀刻工艺制作的产品开口质量不行，如毛刺，呈锯齿状。开口精度也达不到要求。

有鉴于此，有必要设计一种新型制备蒸镀掩模板的方法，使得制得的蒸镀用掩模板开口精度更高，同时制作成本更低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种蒸镀掩模板的制备方法，可减少镍的使用量，节省成本，减轻三废治理负担。

根据本发明实施例的一种蒸镀掩模板的制备方法，所述掩模板为采用电铸工艺制作的镍铁合金材料的掩模板；所述镍铁合金材料包括镍和铁两种元素，其铁元素的含量为56%～62%；所述镍铁合金材料的制备方法为：采用电铸方法，以硫酸盐体系作为电铸液，金属阴阳极置于电铸液中，并在阴极沉积镍铁合金；所述电铸液具体包括：220～260g /L的硫酸镍、30～50g/L的氯化镍、40～50 g/L的硼酸、21～25g /L的硫酸亚铁。

进一步地，镍元素的含量为38%～44%。

进一步地，所述金属阴阳极中阴极板为420、430、304中其中的一种不锈钢板；所述金属阴阳极中阳极采用阳极镍块。

进一步地，所述镍铁合金材料的制备方法包括如下步骤：芯模前处理步骤；贴膜步骤；曝光步骤；显影步骤；活化步骤；水洗步骤；电铸步骤；回收水洗步骤；水洗步骤；脱膜步骤；水洗步骤；烘干步骤。

进一步地，所述电铸液包括如下添加剂：0.5～1ml/L的稳定剂、0.5～1ml/L的润湿剂、1～5ml/L的走位剂。所述制备方法的具体电铸工艺参数如下： pH值为3.0～3.4；温度为35～40℃；阴极电流密度值为1～3A/dm²。

进一步地，所述镍铁合金材料的制备方法具体包括如下步骤：按照所述电铸液配方配制好所需的电铸镍铁溶液，将之循环搅拌均匀，加热到所需的温度；选取镜面光亮、表面无划痕的1.8mm或2.0mm厚的芯模，进行前处理工艺，包括化学除油、酸洗、喷砂、超声浸洗；电铸前，先进行活化处理，增加镀层与芯模间的结合力，控制好活化时间，使之既不容易脱落，也易剥离；电铸时，辅助条件包括能改善镀层均匀性的阳极挡板，用来减少针孔的震动和搅拌，减轻镀层边缘效应的循环时间和循环间隔时间以及流量的组合；调整好添加剂的比例和含量，使之表面质量良好；控制好电铸参数，包括温度、pH、电流密度、Fe2+/Ni2+的浓度比等，是电铸出来的材料镀层的铁含量达到上述要求。

在本发明的较佳实施例中，本发明使用电铸工艺来代替蚀刻工艺，得到的产品开口质量好，光滑、无毛刺，精度高；该工艺减少镍的使用量，节省成本，减轻三废治理负担；该工艺可得到铁含量在56%～62%范围的合金镀层，即能够得到不同磁性能的大平面金属掩模镀层。

本发明以廉价的铁代替部分镍，可节省镍约56%～62%，大大节约成本。溶液镍含量较光亮镍溶液低，减少了因芯模带走的溶液。将有害的铁杂质转换为有用的镀层成分，对镀液的管理更加方便。镀液稳定性很好，降低了三废处理的负担；镀层不添加光亮剂，表面依然具有较好的光亮饱满度，同样节约成本。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明一个实施例的镍铁合金材料制备方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明揭示一种蒸镀掩模板的制备方法，所述掩模板为采用电铸工艺制作的镍铁合金材料的掩模板；所述镍铁合金材料由镍和铁两种元素组成，其铁元素的含量为56%～62%，镍元素的含量为38%～44%。

加工时，掩模板的厚度在30～100μm的范围内；此外，所述金属掩模板具有开口图形区域。所述镍铁合金掩模板包括镍铁合金镀层，镍铁合金镀层的均匀性COV在5%～10%，所述镍铁合金镀层表面光亮度为2级光亮。

本实施例中，所述镍铁合金材料的制备方法为：采用电铸方法，以硫酸盐体系作为电铸液，金属阴阳极置于电铸液中，并在阴极沉积镍铁合金；所述电铸液具体包括：220～260g/L的硫酸镍、30～50g/L的氯化镍、40～50g/L的硼酸、21～25g/L的硫酸亚铁。优选地，所述电铸液包括如下添加剂：0.5～1ml/L的稳定剂、0.5～1ml/L的润湿剂、1～5ml/L的走位剂。所述制备方法的具体电铸工艺参数如下：pH值为3.0～3.4；温度为35～40℃；阴极电流密度值为1～3A/dm²；镀速为9～12μm/h。

请参阅图1，所述镍铁合金材料的制备方法具体包括如下步骤：按照所述电铸液配方配制好所需的电铸镍铁溶液，将之循环搅拌均匀，加热到所需的温度；选取镜面光亮、表面无划痕的1.8mm或2.0mm厚的芯模，进行前处理工艺，包括化学除油、酸洗、喷砂、超声浸洗；电铸前，先进行活化处理，增加镀层与芯模间的结合力，控制好活化时间，使之既不容易脱落，也易剥离；电铸时，辅助条件包括能改善镀层均匀性的阳极挡板，用来减少针孔的震动和搅拌，减轻镀层边缘效应的循环时间和循环间隔时间以及流量的组合；调整好添加剂的比例和含量，使之表面质量良好；控制好电铸参数，包括温度、pH、电流密度、Fe²⁺/Ni²⁺的浓度比等，是电铸出来的材料镀层的铁含量达到上述要求。

金属掩模板应用于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。

目前，传统工艺一般采用化学蚀刻的方法直接在因瓦合金上蚀刻出能满足蒸镀工艺的开口图形，但其存在一定的缺点：不利于脱膜，开口精度差等。该种蒸镀用掩模板采用电铸工艺，配套相应的电铸液配方，可以制备出铁含量在56%～62%范围内的蒸镀用掩模板，其余为镍。

该种掩模板较传统电铸纯镍掩模板而言，加入了铁元素，从而提高了掩模板的硬度及磁性，并且在该范围内，铁含量越高，掩模板的热膨胀系数越低，应用于蒸镀工艺过程时，有机材料的蒸镀位置进度越高。蒸镀用电铸镍铁合金掩模板开口精度高，同时产品组分能满足蒸镀要求，产品厚度也能控制在较低范围内；电铸镍铁合金蒸镀用金属掩模板，在保证满足蒸镀要求的条件下，节约了产品成本。

采用420不锈钢芯模作为阴极基板，镀层易于剥离，且芯模的使用寿命较长。这是由于420不锈钢表面形成了一层具有非晶态结构的致密的氧化表面膜，与沉积层有着很大的晶相差异，从而形成的合金电铸层的“不粘合”特性；

在微电铸领域，离子沿着电场线的分布附着在阴极表面，并进行沉积。但由于图形干膜的不导电性，电场线的分布极不均匀，主要表现在阴极表面边缘的电流分布线更密集，而中心区域比较稀疏，从而导致金属镀层的均匀性极差。因此在印刷时，可能出现下锡不良等现象；所以在电铸槽中加入一个阳极挡板来提高镀层均匀性；

溶液中各因素对电镀镍铁合金中铁含量的影响关系为温度>电流密度>pH。Fe²⁺离子浓度的增大，有利于合金中铁含量的提高。在温度为35~50℃范围内，合金中铁含量随温度的升高而降低。随电流密度的增大合金中铁含量总体呈上升趋势，且上升趋势明显。随pH的上升，合金中铁含量反而下降。流量的改变对合金中成分的变化也是有重要的影响。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种蒸镀掩模板的制备方法，其特征在于，所述掩模板为采用电铸工艺制作的镍铁合金材料的掩模板；所述镍铁合金材料包括镍和铁两种元素，其铁元素的含量为56%～62%；

所述镍铁合金材料的制备方法为：采用电铸方法，以硫酸盐体系作为电铸液，金属阴阳极置于电铸液中，并在阴极沉积镍铁合金；所述电铸液具体包括：220～260g/L的硫酸镍、30～50g/L的氯化镍、40～50 g/L的硼酸、21～25g/L的硫酸亚铁。

2.根据权利要求1所述的蒸镀掩模板的制备方法，其特征在于，镍元素的含量为38%～44%。

3.根据权利要求1所述的蒸镀掩模板的制备方法，其特征在于，所述金属阴阳极中阴极板为420、430、304中其中的一种不锈钢板。

4.根据权利要求1所述的蒸镀掩模板的制备方法，其特征在于，所述金属阴阳极中阳极采用阳极镍块。

5.根据权利要求1所述的蒸镀掩模板的制备方法，其特征在于，所述镍铁合金材料的制备方法包括如下步骤：芯模前处理步骤；贴膜步骤；曝光步骤；显影步骤；活化步骤；水洗步骤；电铸步骤；回收水洗步骤；水洗步骤；脱膜步骤；水洗步骤；烘干步骤。

6.根据权利要求1所述的蒸镀掩模板的制备方法，其特征在于，所述电铸液包括如下添加剂：0.5～1ml/L的稳定剂、0.5～1ml/L的润湿剂、1～5ml/L的走位剂。

7.根据权利要求1所述的蒸镀掩模板的制备方法，其特征在于，所述制备方法的具体电铸工艺参数如下：pH值为3.0～3.4；温度为35～40℃；阴极电流密度值为1～3A/dm2。

8.根据权利要求1所述的蒸镀掩模板的制备方法，其特征在于，所述镍铁合金材料的制备方法具体包括如下步骤：

按照所述电铸液配方配制好所需的电铸镍铁溶液，将之循环搅拌均匀，加热到所需的温度；

选取镜面光亮、表面无划痕的1.8mm或2.0mm厚的芯模，进行前处理工艺，包括化学除油、酸洗、喷砂、超声浸洗；

电铸前，先进行活化处理，增加镀层与芯模间的结合力，控制好活化时间，使之既不容易脱落，也易剥离；

电铸时，辅助条件包括能改善镀层均匀性的阳极挡板，用来减少针孔的震动和搅拌，减轻镀层边缘效应的循环时间和循环间隔时间以及流量的组合；

调整好添加剂的比例和含量，使之表面质量良好；

控制好电铸参数，包括温度、pH、电流密度、Fe2+/Ni2+的浓度比等，是电铸出来的材料镀层的铁含量达到上述要求。