CN106552993A - 金属掩模制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种金属掩模制造方法，容易制造高精细度的金属掩模。该方法是将薄膜金属片(8)激光焊接于掩模框架(4)而制造金属掩模(2)的金属掩模制造方法，包括：第一载置工序，将厚度比所述薄膜金属片厚、且厚度为所述薄膜金属片的厚度的5倍以下的中间金属片(6)载置于所述掩模框架；第一焊接工序，将载置于所述掩模框架的所述中间金属片激光焊接于所述掩模框架；第二载置工序，在载置于所述掩模框架的所述中间金属片的上方载置所述薄膜金属片；及第二焊接工序，将载置于所述中间金属片的所述薄膜金属片激光焊接于所述中间金属片。

Description

金属掩模制造方法
技术领域
本发明涉及将金属片激光焊接于掩模框架而制造金属掩模的金属掩模制造方法。
背景技术
一直以来，作为在制造有机EL平板显示器等时在蒸镀工序中使用的金属掩模的制造方法，已知将金属片载置于掩模框架，从其上表面进行焊接从而将金属片焊接于掩模框架的规定的固定位置，而完成金属掩模的方法(例如参照专利文献1)。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2005-005070号公报
发明内容
不过，近年来，伴随着有机EL平板显示器等的高精细化，金属片的薄膜化正在发展。在金属片薄膜化的情况下，金属片与掩模框架的传热量之差增大，因此产生难以将金属片焊接于掩模框架的问题。
例如，如图10所示，设向载置于掩模框架40的薄膜金属片80照射焊接用的激光140。该情况下，与薄膜金属片80相比掩模框架40的传热量极小，因此在掩模框架40达到熔点之前薄膜金属片80达到熔点，成为在照射有激光140的位置开出孔的状态。因此，不能与薄膜金属片80熔化的时机一致而使掩模框架40熔化，不能使薄膜金属片80焊接于掩模框架40。
另外，为了避免在掩模框架40熔化之前在薄膜金属片80的照射有激光140的位置开出孔，也可以考虑降低激光140的热量，但该情况下，更难以使掩模框架40熔化。因此，在该情况下，也不能与薄膜金属片80熔化的时机一致而使掩模框架40熔化，不能使薄膜金属片80焊接于掩模框架40。
这样，在上述的方法中，存在不能精确地使薄膜的金属片焊接于掩模框架，而不能容易地制造高精细度的金属掩模的问题。
另外，除了上述的方法以外，还存在利用焊接嘴按压金属片由此在使掩模框架与金属片之间的间隙量为0的状态下进行焊接的焊接方法，但若利用焊接嘴按压金属片则金属片的位置偏移，难以制造高精细度的金属掩模。
本发明的目的在于提供能够容易地制造高精细度的金属掩模的金属掩模制造方法。
本发明的金属掩模制造方法是将薄膜金属片激光焊接于掩模框架而制造金属掩模的金属掩模制造方法，其特征在于，包括：第一载置工序，将厚度比所述薄膜金属片厚、且厚度为所述薄膜金属片的厚度的5倍以下的的中间金属片载置于所述掩模框架；第一焊接工序，将载置于所述掩模框架的所述中间金属片激光焊接于所述掩模框架；第二载置工序，在载置于所述掩模框架的所述中间金属片的上方载置所述薄膜金属片；及第二焊接工序，将载置于所述中间金属片的所述薄膜金属片激光焊接于所述中间金属片。
另外，本发明的金属掩模制造方法的特征在于，所述掩模框架具备：第一框架部，构成相对的两边；及第二框架部，在与所述第一框架部正交的方向上构成相对的两边，所述中间金属片载置于所述掩模框架的相对的两边的所述第一框架部或相对的两边的所述第二框架部。
另外，本发明的金属掩模制造方法的特征在于，所述中间金属片具有长条状的形状，并以长度方向与所述第一框架部或所述第二框架部的长度方向平行的方式载置于所述第一框架部或所述第二框架部。
另外，本发明的金属掩模制造方法的特征在于，所述薄膜金属片具有长条状的形状，在使所述薄膜金属片的长度方向与所述中间金属片的长度方向正交且所述薄膜金属片跨过由所述第一框架部和所述第二框架部形成的所述掩模框架的开口部的状态下，将所述薄膜金属片的长度方向的两端部载置于所述中间金属片。
另外，本发明的金属掩模制造方法的特征在于，所述薄膜金属片的厚度为20μm以下的厚度，所述中间金属片的厚度为30μm以上且40μm以下的厚度。
另外，本发明的金属掩模制造方法的特征在于，所述薄膜金属片的厚度为20μm以下的厚度，所述中间金属片的厚度为60μm以上且100μm以下的厚度，且在所述中间金属片的被进行激光焊接的位置的所述薄膜金属片侧的表面形成有凹状部。
另外，本发明的金属掩模制造方法的特征在于，所述凹状部的深度为比通过所述激光焊接而在所述中间金属片的表面形成的焊接熔核的高度深、且所述中间金属片的厚度的一半以下的深度。
【发明效果】
根据本发明的金属掩模制造方法，能够容易地制造高精细度的金属掩模。
附图说明
图1是从上方观察通过实施方式的金属掩模制造方法制造的金属掩模的立体图。
图2是从上方观察实施方式的金属掩模制造方法所用的掩模框架的立体图。
图3是表示在实施方式的金属掩模制造方法中将间隙金属片载置于掩模框架的状态的立体图。
图4是表示在实施方式的金属掩模制造方法中将中间金属片载置于掩模框架的状态的立体图。
图5是表示在实施方式的金属掩模制造方法中向载置于掩模框架的中间金属片照射激光的状态的剖视图。
图6是表示在实施方式的金属掩模制造方法中载置于掩模框架的中间金属片被激光熔化了的状态的剖视图。
图7是表示在实施方式的金属掩模制造方法中向载置于中间金属片的薄膜金属片照射激光的状态的剖视图。
图8是表示在实施方式的金属掩模制造方法中载置于中间金属片的薄膜金属片被激光熔化了的状态的剖视图。
图9是表示在实施方式的金属掩模制造方法中将薄膜金属片焊接于中间金属片的情况下的传热状态的概念图。
图10是表示在现有的金属掩模制造方法中将薄膜金属片直接焊接于金属框架的情况下的传热状态的概念图。
【标号说明】
2…金属掩模、4…掩模框架、4a…短边框架部、4b…长边框架部、4f…接触位置、6…中间金属片、6a…焊接位置、6f…接触位置、7…熔化部分、7d…焊接熔核、8…薄膜金属片、9…熔化部分
具体实施方式
以下，参照附图，关于本发明的实施方式的金属掩模制造方法，以制造在有机EL元件的制造工序中进行真空蒸镀时所使用的金属掩模的情况为例进行说明。图1是从上方观察通过实施方式的金属掩模制造方法制造的金属掩模的立体图。如图1所示，金属掩模2由掩模框架4、中间金属片6、薄膜金属片8、及间隙金属片10构成。
如图2所示，掩模框架4为在中央具有矩形状的开口部4c(参照图3)的金属制框架。在此处，开口部4c被沿掩模框架4的短边方向延伸的两根短边框架部4a、及沿掩模框架4的长度方向延伸的两根长边框架部4b包围。另外，短边框架部4a沿与长边框架部4b正交的方向配置，两根短边框架部4a及两根长边框架部4b分别隔着开口部4c而相对。此外，掩模框架4与中间金属片6、薄膜金属片8、及间隙金属片10相比具有充分的厚度。
中间金属片6是在制造金属掩模2时为了容易焊接薄膜金属片8而使用的长条状的金属板。中间金属片6具有60～100μm的厚度，以长度方向与长边框架部4b的长度方向平行的方式载置于长边框架部4b上。另外，对作为焊接对象的位置即焊接位置6a(参照图5)的载置有薄膜金属片8的一侧的面实施蚀刻加工，通过该蚀刻加工而在焊接位置6a形成凹状部。在此处，形成于焊接位置6a的凹状部的深度为比通过激光焊接而在中间金属片6的表面形成的焊接熔核7d(参照图6)的高度深，且为中间金属片6的厚度的一半以下的深度。
薄膜金属片8是厚度为20μm以下的长条状的金属薄板，以长度方向与中间金属片6的长度方向正交的方式载置于中间金属片6。此外，在制造金属掩模2的过程中，薄膜金属片8的长度方向的两端部8a焊接于中间金属片6。
间隙金属片10是在薄膜金属片8与薄膜金属片8的间隙配置的长条状的金属板。此外，间隙金属片10的长度方向的长度形成得比薄膜金属片8的长度方向的长度短。
接着，参照附图说明实施方式的金属掩模制造方法。首先，如图3所示，间隙金属片10载置于掩模框架4。在此处，间隙金属片10以长度方向的两端部位于构成掩模框架4的长边框架部4b的位置的方式跨过掩模框架4的开口部4c而载置于掩模框架4。
接着，从未图示的金属掩模制造装置所具备的未图示的焊接用嘴射出激光，将各间隙金属片10的两端部焊接于长边框架部4b。
接着，如图4所示，以中间金属片6的长度方向与长边框架部4b的长度方向平行的方式，将中间金属片6载置于掩模框架4的长边框架部4b(第一载置工序)。此外，间隙金属片10的端部相比载置有中间金属片6的位置位于开口部4c侧，因此即使将中间金属片6载置于长边框架部4b，间隙金属片10的端部的位置与中间金属片6的位置也不会重叠。
接着，金属掩模制造装置使焊接用嘴的位置与中间金属片6的焊接位置6a的正上方一致而从焊接用嘴射出激光，如图5所示，向焊接位置6a照射激光14(第一焊接工序)。此外，图5是将长边框架部4b及中间金属片6沿长度方向切断时的剖视图。由此，如图6所示，焊接位置6a的照射有激光14的部分熔化而向下方翘曲，翘曲的熔化部分7的下方与掩模框架4接触，在熔化部分7的上方形成焊接熔核7d。
若熔化部分7的下方与掩模框架4接触，则与熔化部分7的下方接触的掩模框架4的接触位置4f因从中间金属片6的熔化部分7传递的热量而熔化，中间金属片6的熔化部分7与掩模框架4的接触位置4f被焊接。
此外，如上所述，形成于焊接位置6a的凹状部的深度形成为比焊接熔核7d的高度深，因此在由于激光14而焊接位置6a熔化并形成有焊接熔核7d的情况下，不会出现焊接熔核7d的高度超过焊接位置6a以外的位置的金属片表面的高度的情况。因此，即使在例如宽度大的薄膜金属片8载置于中间金属片6，薄膜金属片8的宽度方向的端部盖住形成于焊接位置6a的焊接熔核7d的部分的情况下，也能够维持载置于中间金属片6的薄膜金属片8的平面度。
接着，如图7所示，在与掩模框架4的长边框架部4b焊接的中间金属片6的上方载置薄膜金属片8(第二载置工序)。在此处，薄膜金属片8以长度方向的两端部8a位于中间金属片6的位置的方式跨过掩模框架4的开口部4c而载置于中间金属片6(参照图1)。接着，金属掩模制造装置使焊接嘴的位置与薄膜金属片8的焊接位置的正上方一致而将激光14向焊接位置照射(第二焊接工序)。由此，如图8所示，照射有激光14的部分熔化而向下方翘曲，翘曲的熔化部分9的下方与中间金属片6接触，在熔化部分9的上方形成焊接熔核9d。
若熔化部分9的下方与中间金属片6接触，则与熔化部分9的下方接触的中间金属片6的接触位置6f被从中间金属片6的熔化部分9传递的热量熔化。由此，薄膜金属片8的熔化部分9与中间金属片6的接触位置6f被焊接，如图1所示的金属掩模2完成。
图9是表示使薄膜金属片8与中间金属片6焊接的情况下的传热状态的概念图，图10是表示如现有技术那样使薄膜金属片80直接焊接于掩模框架40的情况下的传热状态的概念图。
在此处，使激光14、140照射于薄膜金属片8、80的情况下的被焊接构件的传热量E如以下的数学式(1)表示。
传热量E(W)＝被焊接的部分的面积A(mm2)/被焊接构件的厚度B(μm)×被焊接构件的热传导率C(W/mK)×激光的温度D(℃)···(1)
此外，在将薄膜金属片8焊接于中间金属片6的情况下、及将薄膜金属片80直接焊接于掩模框架40的情况下的任一种情况下，被焊接的部分的面积A(mm2)、激光的温度D(℃)都不变化。另外，不管被焊接构件是中间金属片6还是掩模框架40，被焊接构件的热传导率C(W/mK)都不变化。因此，仅被焊接构件的厚度B(μm)对被焊接构件的传热量E(W)造成影响。具体而言，被焊接构件的厚度B(μm)越厚，被焊接构件的传热量E(W)越小，被焊接构件达到熔点为止的时间越长。另一方面，被焊接构件的厚度B(μm)越薄，被焊接构件的传热量E(W)越大，被焊接构件达到熔点为止的时间越短。
因此，如图9所示将厚度比掩模框架4薄的中间金属片6作为薄膜金属片8的被焊接构件的情况下中间金属片6的接触位置6f达到熔点为止的时间比如图10所示直接将掩模框架40作为薄膜金属片80的被焊接构件的情况下掩模框架40的接触位置40f达到熔点为止的时间短。因此，通过在薄膜金属片8与掩模框架4之间夹持厚度比掩模框架4薄的中间金属片6，将中间金属片6作为薄膜金属片8的被焊接构件，由此能够缩小从薄膜金属片8的照射有激光14的部分熔化起到中间金属片6的接触位置6f达到熔点为止的时间的间隔。
由此，不会如现有技术那样在被焊接构件熔化之前在薄膜金属片开出孔，能够与薄膜金属片8的熔化一致而使中间金属片6熔化，能够在恰当的时机使薄膜金属片8焊接于中间金属片6。
根据该实施方式的金属掩模制造方法，通过使中间金属片6暂时焊接于掩模框架4，进而使薄膜金属片8焊接于中间金属片6，而能够恰当地焊接掩模框架4、中间金属片6、薄膜金属片8，因此能够容易地制造高精细度的金属掩模。
另外，在上述的实施方式中，如果能够焊接薄膜金属片8，则中间金属片6也不一定非要为长条状。
另外，上述的实施方式中，中间金属片6的厚度也不一定非要为60～100μm的厚度，只要厚度比薄膜金属片8厚、且为薄膜金属片8的厚度的5倍以下即可。
另外，上述的实施方式中，也不一定非要对中间金属片6实施蚀刻加工。该情况下，优选中间金属片6的厚度为30μm以上且40μm以下的厚度。
另外，上述的实施方式中，掩模框架4具备两根短边框架部4a和两根长边框架部4b，但也可以具备相同长度的四根框架。
另外，上述的实施方式中，中间金属片6也可以以长度方向与短边框架部4a的长度方向平行的方式载置于短边框架部4a上。

Claims (7)

1.一种金属掩模制造方法，是将薄膜金属片激光焊接于掩模框架而制造金属掩模的金属掩模制造方法，其特征在于，包括：
第一载置工序，将厚度比所述薄膜金属片厚、且厚度为所述薄膜金属片的厚度的5倍以下的中间金属片载置于所述掩模框架；
第一焊接工序，将载置于所述掩模框架的所述中间金属片激光焊接于所述掩模框架；
第二载置工序，在载置于所述掩模框架的所述中间金属片的上方载置所述薄膜金属片；及
第二焊接工序，将载置于所述中间金属片的所述薄膜金属片激光焊接于所述中间金属片。
2.根据权利要求1所述的金属掩模制造方法，其特征在于，
所述掩模框架具备：第一框架部，构成相对的两边；及第二框架部，在与所述第一框架部正交的方向上构成相对的两边，
所述中间金属片载置于所述掩模框架的相对的两边的所述第一框架部或相对的两边的所述第二框架部。
3.根据权利要求2所述的金属掩模制造方法，其特征在于，
所述中间金属片具有长条状的形状，并以长度方向与所述第一框架部或所述第二框架部的长度方向平行的方式载置于所述第一框架部或所述第二框架部。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的金属掩模制造方法，其特征在于，
所述薄膜金属片具有长条状的形状，在使所述薄膜金属片的长度方向与所述中间金属片的长度方向正交且所述薄膜金属片跨过由所述第一框架部和所述第二框架部形成的所述掩模框架的开口部的状态下，将所述薄膜金属片的长度方向的两端部载置于所述中间金属片。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的金属掩模制造方法，其特征在于，
所述薄膜金属片的厚度为20μm以下的厚度，
所述中间金属片的厚度为30μm以上且40μm以下的厚度。
6.根据权利要求1～4中任一项所述的金属掩模制造方法，其特征在于，
所述薄膜金属片的厚度为20μm以下的厚度，
所述中间金属片的厚度为60μm以上且100μm以下的厚度，且在所述中间金属片的被进行激光焊接的位置的所述薄膜金属片侧的表面形成有凹状部。
7.根据权利要求6所述的金属掩模制造方法，其特征在于，
所述凹状部的深度为比通过所述激光焊接而在所述中间金属片的表面形成的焊接熔核的高度深、且所述中间金属片的厚度的一半以下的深度。
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