CN109338294A - 激光焊接金属掩模板的方法和金属掩模板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示装置制造技术领域，特别涉及一种金属掩模板及其焊接方法，第一方面，该属掩模板包括：金属薄膜和金属框架，金属薄膜和金属框架通过激光焊接并形成焊接轨道；沿金属薄膜和金属框架的焊接轨道的中线的两侧各分布有多个焊点。第二方面，激光焊接金属掩模板的方法包括如下步骤：设计焊点的分布位置；根据所设计的焊点的分布位置，将金属薄膜通过激光焊接在金属框架上；其中，所设计的焊点沿金属薄膜和金属框架的焊接轨道的中线的两侧分布。沿金属薄膜和金属框架的焊接轨道的中线的两侧各分布有多个焊点，使得金属薄膜和金属框架之间形成有两条焊接轨道，使得金属薄膜和金属框架间的焊接质量得以提高，延长了金属掩模板的使用寿命。

Description

激光焊接金属掩模板的方法和金属掩模板
技术领域
本发明涉及显示装置制造技术领域，特别涉及一种激光焊接金属掩模板的方法和金属掩模板。
背景技术
高像素密度的OLED(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示面板的生产需要采用厚度很薄、热膨胀系数小的精细的金属掩模板作为荫罩板，来蒸镀OLED面板像元内的有机发光体。一般来说，金属掩模板厚度只有5-100um，既薄又脆，将荫罩板贴在蒸镀有机发光体像元的基板(玻璃片或柔性的基材)表面，并保持很高的位置精度是非常困难的，因此通常需要将金属薄膜采用激光焊接在金属框架上才能使用。由于金属薄膜厚度很薄，和普通的激光焊接平板经验差距很大，需要采取一些特殊的激光处理方式，比如严格控制激光焊接参数、轨迹等，使金属薄膜和金属框架贴合紧密，才可能保证良好焊接，使得金属掩模板在使用的过程中具有一定的使用寿命。
现有的金属掩模板的金属薄膜和金属框架的焊接方式为：在金属薄膜的外周沿与所述金属框架的边设定一个环形封闭的焊接轨道，该焊接轨道上等间距的分布有多个焊点，连接该多个焊点的中心线即构成一个环形封闭的焊接轨道，然而，采用此种焊接轨道而制得的金属掩模板的焊接质量不高，常出现焊接不牢、拉伸不够、变形较大等问题。
发明内容
为了解决现有技术中的金属掩模板的焊接质量不高的问题，本申请提供了一种焊接质量高的金属掩模板及其焊接方法。
第一方面，本申请提供了一种金属掩模板，包括：
金属薄膜和金属框架，
金属薄膜和金属框架通过激光焊接并形成焊接轨道；
沿金属薄膜和金属框架的焊接轨道的中线的两侧各分布有多个焊点。
第二方面，本申请提供了一种激光焊接金属掩模板的方法，包括如下步骤：
设计焊点的分布位置；
根据所设计的焊点的分布位置，将金属薄膜通过激光焊接在金属框架上；
其中，所设计的焊点沿金属薄膜和金属框架的焊接轨道的中线的两侧分布。
在本申请中，沿金属薄膜1和金属框架2的焊接轨道的中线7的两侧各分布的多个焊点，共同地承担了对金属薄膜1和金属框架2的结构受力，因此相比于现有技术的单条焊接轨迹而言，获得了更大的机械强度。本申请使得金属薄膜1和金属框架2间的焊接质量得以提高，延长了金属掩模板的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图推导出其他的附图中未出现的关联结构。
图1是现有技术的金属掩模板的平面结构的示意图；
图2是本申请的实施方式所提供的金属掩模板的立体分解示意图；
图3是本申请的实施方式所提供的金属掩模板在有两条焊接线时的平面结构示意图；
图4是本申请的实施方式所提供的金属掩模板在有三条焊接线时平面结构示意图；
图5是本申请的实施方式所提供的金属掩模板在焊点组以螺旋线轨迹分布时平面结构示意图；
图6是本申请的实施方式提供的激光焊接金属掩模板的方法的流程示意图。
附图标记说明：
1-金属薄膜；
2-金属框架；
3-第一焊接线；31-第一焊点；
4-第二焊接线；41-第二焊点；
51-横轴；52-纵轴；
6-第三焊接线；61-第三焊点；
7-中线；8-焊点组；81-第四焊点
具体实施方式
如图1，也就是现有技术的金属掩模板的平面结构示意图所示，金属掩模板的金属薄膜1和金属框架2采用激光焊接，在金属薄膜1和金属框架2之间有一条焊接轨迹，且焊接轨迹呈角度的相接处为直角，采用此种焊接轨迹而制得的金属掩模板的焊接质量不高，常出现焊接不牢、拉伸不够、变形较大等问题。
实施方式一
在本申请的第一实施方式中，提供了一种金属掩模板，如图2至图3所示，金属掩模板包括金属薄膜1和金属框架2，金属薄膜1和金属框架2采用激光焊接的方式固定在一起。金属薄膜1和所述金属框架2通过激光焊接并形成焊接轨道。
金属薄膜1的截面通常可以为矩形，也可以是其他形状，其厚度可以为5-100um，并通常由热膨胀系数小的金属材料制得。
在本申请中，所指的焊接轨道，指的是由激光焊接产生的焊接点在被焊接体上形成的焊接区域。为了实现良好的固定，这一焊接区域通常为条带状，也就是所指的焊接轨道的形状。
具体来说，在本实施方式中，金属薄膜1和金属框架2的相贴合接触的部位设置有多个焊点，即激光照射形成熔池的地方，熔池冷却凝固后便接合，即金属薄膜1和金属框架2的结合固定处具有焊点。在本申请的第一实施方式中，多个焊点包括多个第一焊点31和多个第二焊点41，连接多个第一焊点31，可以形成环形且封闭的第一焊接线3；连接多个第二焊点41，可以形成环形且封闭的第二焊接线4；第一焊接线3和第二焊接线4作为轨道的边界，共同构成了一条焊接轨道。
在本申请的第一实施方式中，第一焊接线3位于第二焊接线4的内侧，第一焊接线3和第二焊接线4之间的距离在任意一点处可以基本相等。
也就是说，在第一焊接线3和第二焊接线4之间的区域，沿着焊接轨道的长度方向可以定义一中线7，中线7到第一焊接线3的距离与中线7到第二焊接线4的距离基本相等，故分布于第一焊接线3的上多个第一焊点31位于中线7的内侧，分布于第二焊接线4上的多个第二焊点41位于中线7的外侧，即金属薄膜1和金属框架2的焊接轨道的中线7的两侧各分布有多个焊点。
多个第一焊点31之间可以近似于等间距的分布于第一焊接线3上，多个第二焊点41之间可以近似于等间距的分布于第二焊接线4上。定义相互垂直的横轴51和纵轴52，横轴51和纵轴52分别与金属薄膜1的相邻且相互垂直的两矩形边平行，在横轴51方向上，第一焊点31与第二焊点41不重合，即第一焊点31与第二焊点41错开设置，也就是第一焊接线3上的焊点与第二焊接线4上的焊点错开设置；在纵轴52方向上，第一焊点31与第二焊点41不重合，即第一焊点31与第二焊点41错开设置，也就是第一焊接线3上的焊点与第二焊接线4上的焊点错开设置；即位于中线7的一侧的焊点与位于中线7的另一侧的焊点彼此错开设置，使得金属薄膜1和金属框架2在不同的方向上的结合处分布的更加均匀，因此在受到拉扯、冲击时，交错分布的焊点可以更均匀地分散受力，提高焊接部位的机械强度。
第一焊接线3的相邻且呈角度设置的两段的连接处可以形成为圆角，实现了第一焊接线3的相处垂直的连接处的平滑过渡；第二焊接线4的相邻且呈角度设置的两段的连接处形成为圆角，实现了第二焊接线4的相互垂直的连接处的平滑过渡。
本申请的发明人发现，当焊接发生松脱时，这些脱落部位往往正是各条焊接线的边界连接处。这是由于较为尖锐的边界，在遭受外力作用时，力量通常会集中在边界点处。而在本申请中，通过在上述部位形成圆角，形成的平滑过渡使得焊接线上的多个焊点可以共同承担受力，因此可以显著地提高焊接机械强度。
可以理解的是，在一些其他实施方式中，第一焊点31和第二焊点41也可以在横轴51方向重合和/或在纵轴52方向重合。
在本申请的实施方式中，沿金属薄膜1和金属框架2的焊接轨道的中线7的两侧各分布的多个焊点，共同地承担了对金属薄膜1和金属框架2的结构受力，因此相比于现有技术的单条焊接轨迹而言，获得了更大的机械强度。
另外，现有技术的焊接方法通常适用于相对厚度较大。例如，毫米级的金属薄膜，其采用单一的焊接轨迹，每个焊点处熔融的金属较多。但是，现有技术的方法在应用到微米级、十微米级的超薄金属薄膜上时，由于单一的焊接轨迹所能熔融的金属量不够，将容易导致脱焊。而在本申请中，利用分散设置的，不限制于单一焊接轨迹的更多焊接点，在成本相近的前提下增加了熔融的金属量，使得焊接更加牢固。因此本申请所提供的激光焊接金属掩模板的焊接方法能够更适用于超薄的金属薄膜的焊接。
综上所述，本申请使得金属薄膜1和金属框架2间的焊接质量得以提高，延长了金属掩模板的使用寿命。
实施方式二
有鉴于此，本申请的第二实施方式提供了一种金属掩模板，第二实施方式是第一实施方式的进一步改进，其主要改进之处在于，进一步增加了一条焊接线。
具体地，如图4所示，金属掩模板还包括多个第三焊点61，连接多个第三焊点61的中心便形成有呈环形且封闭的第三焊接线6，第三焊点61可以近似于等间距地分布于第三焊接线6上，第三焊接线6可以位于第二焊接线4的内侧，在横轴51方向和纵轴52方向上，第三焊点61与第二焊点41错开设置。
并且，第三焊接线6可以位于第一焊接线3的外侧，在横轴51方向和纵轴52方向上，第三焊点61与第一焊点31同样可以错开设置。
也就是说，在本实施方式中，第三焊接线6位于第一焊接线3和第二焊接线4之间。进一步来说，可以将第三焊接线6安排在中线7的位置，以便降低焊接加工难度。
在本实施方式中，在焊接轨道上设置彼此间距近似的三条焊接轨迹，可以更进一步地提升受力均匀性，进而提升机械强度。
特别值得一提的是，在本实施方式中，位于三条轨迹线上的第一焊点31、第二焊点41、第三焊点61都可以两两错开设置。本领域普通技术人员清楚，当焊点受力时，代表着焊点周围的金属薄膜和金属框架同样受到焊点所传递的力的作用。而彼此之间错开的焊点，可以分散受力的位置，显著提高机械强度。
实施方式三
本申请的第三实施方式提供了一种金属掩模板，第三实施方式与第一、第二实施方式有所不同，其主要不同之处在于，在本申请中的第一、第二实施方式中，借助于第一焊接线3和第二焊接线4明确了焊接轨道的边界；而在本申请的第三实施方式中，焊接轨道可以不具有明晰的边界。
当不具有明晰的边界时，定义焊接轨道的任意一侧的距离另一侧最远的焊点的连线为焊接轨道的边界线，从而定义出沿着焊接轨道的长度方向的中线7。
据此，金属掩模板包括金属薄膜1和金属框架2，金属薄膜1和金属框架2通过激光焊接并形成焊接轨道；沿金属薄膜1和金属框架2的焊接轨道的中线7的两侧各分布有多个第四焊点81。
在本实施方式中，这些焊点不构成贯通焊接轨道长度方向的焊接线，而是在焊接轨道中以一定的规律分散布置，并构成特定的轨迹线。
据此，参见图5所示，在各个第四焊点81中，彼此相邻的几个第四焊点8可以形成焊点组8。
这些焊点组8中的第四焊点8沿着既定的轨迹线布置，而轨迹线至少部分为弧形。
本申请的发明人发现，形成为弧形的焊点组8具备更强的抗拉能力。能够显著地提高焊接结构的机械强度。具体来说，这些轨迹线可以是开放轨迹，如抛物线、螺旋线；也可以是闭合轨迹，如圆或多个同心圆。
以图5为例，彼此相邻的七个第四焊点81形成一个焊点组8，焊点组8中的第四焊点81沿着既定的螺旋线形轨迹线布置，而可以理解的是，在一些其他实施方式中，每一实施焊点组8的焊点的个数也可以设置为三个、四个、五个、六个、八个、九个等等，诸如此类不一而足。
实施方式四
本申请的第四实施方式提供了一种激光焊接金属掩模板的方法，方法包括如下步骤：
S11:设计焊点的分布位置。
S12:根据所设计的焊点的分布位置，将金属薄膜通过激光焊接在金属框架上；
其中，所设计的焊点沿金属薄膜11和金属框架2的焊接轨道的中线7的两侧分布。
在本申请中，所指的焊接轨道，指的是由激光焊接产生的焊接点在被焊接体上形成的焊接区域。为了实现良好的固定，这一焊接区域通常为条带状，也就是所指的焊接轨道的形状。
在一些实施方式中，参见图3所示，多个焊点包括多个第一焊点31和多个第二焊点41，连接多个第一焊点31，可以形成环形且封闭的第一焊接线3；连接多个第二焊点41，可以形成环形且封闭的第二焊接线4；第一焊接线3和第二焊接线4作为轨道的边界，共同构成了一条焊接轨道。
其中，第一焊接线3位于第二焊接线4的内侧，第一焊接线3和第二焊接线4之间的距离在任意一点处可以基本相等。
也就是说，在第一焊接线3和第二焊接线4之间的区域，沿着焊接轨道的长度方向可以定义一中线7，中线7到第一焊接线3的距离与中线7到第二焊接线4的距离基本相等，故分布于第一焊接线3的上多个第一焊点31位于中线7的内侧，分布于第二焊接线4上的多个第二焊点41位于中线7的外侧，即金属薄膜1和金属框架2的焊接轨道的中线7的两侧各分布有多个焊点。
多个第一焊点31之间可以近似于等间距的分布于第一焊接线3上，多个第二焊点41之间可以近似于等间距的分布于第二焊接线4上。定义相互垂直的横轴51和纵轴52，横轴51和纵轴52分别与金属薄膜1的相邻且相互垂直的两矩形边平行，在横轴51方向上，第一焊点31与第二焊点41不重合，即第一焊点31与第二焊点41错开设置，也就是第一焊接线3上的焊点与第二焊接线4上的焊点错开设置；在纵轴52方向上，第一焊点31与第二焊点41不重合，即第一焊点31与第二焊点41错开设置，也就是第一焊接线3上的焊点与第二焊接线4上的焊点错开设置；即位于中线7的一侧的焊点与位于中线7的另一侧的焊点彼此错开设置，使得金属薄膜1和金属框架2在不同的方向上的结合处分布的更加均匀，因此在受到拉扯、冲击时，交错分布的焊点可以更均匀地分散受力，提高焊接部位的机械强度。
第一焊接线3的相邻且呈角度设置的两段的连接处可以形成为圆角，实现了第一焊接线3的相处垂直的连接处的平滑过渡；第二焊接线4的相邻且呈角度设置的两段的连接处形成为圆角，实现了第二焊接线4的相互垂直的连接处的平滑过渡。
本申请的发明人发现，当焊接发生松脱时，这些脱落部位往往正是各条焊接线的边界连接处。这是由于较为尖锐的边界，在遭受外力作用时，力量通常会集中在边界点处。而在本申请中，通过在上述部位形成圆角，形成的平滑过渡使得焊接线上的多个焊点可以共同承担受力，因此可以显著地提高焊接机械强度。
甚至，参见图4所示，在焊接轨道的中线7还可以分布有第三焊点61，并构成第三焊接线6。在本申请的实施方式中，在焊接轨道上设置彼此间距近似的三条焊接轨迹，可以更进一步地提升受力均匀性，进而提升机械强度。
在另一些实施方式中，焊接轨道可以不具有明晰的边界。当不具有明晰的边界时，定义焊接轨道的任意一侧的距离另一侧最远的焊点的连线为焊接轨道的边界线，从而定义出沿着焊接轨道的长度方向的中线7。
此时，这些焊点不构成贯通焊接轨道长度方向的焊接线，而是在焊接轨道中以一定的规律分散布置，并构成特定的轨迹线。
据此，参见图5所示，在各个焊点中，彼此相邻的几个第四焊点8可以形成焊点组8。这些焊点组8中的焊点沿着既定的轨迹线布置，而轨迹线至少部分为弧形。
本申请的发明人发现，形成为弧形的焊点组8具备更强的抗拉能力。能够显著地提高焊接结构的机械强度。具体来说，这些轨迹线可以是开放轨迹，如抛物线、螺旋线；也可以是闭合轨迹，如圆或多个同心圆。
以图5为例，彼此相邻的七个第四焊点81形成一个焊点组8，焊点组8中的第四焊点81沿着既定的螺旋线形轨迹线布置，而可以理解的是，在一些其他实施方式中，每一实施焊点组8的焊点的个数也可以设置为三个、四个、五个、六个、八个、九个等等，诸如此类不一而足。
本实施方式所提供的激光焊接金属掩模板的方法，借助于对焊点的分布位置的重新设计，显著地提高了金属薄膜在金属框架上的焊接固定效果，保证了各个焊点的受力均匀性。因此相比于现有技术而言，通过本申请的激光焊接金属掩模板的方法所制造出的激光焊接金属掩模板具备更大的机械强度和更长的使用寿命。
另外，现有技术的焊接方法通常适用于相对厚度较大。例如，毫米级的金属薄膜，其采用单一的焊接轨迹，每个焊点处熔融的金属较多。但是，现有技术的方法在应用到微米级、十微米级的超薄金属薄膜上时，由于单一的焊接轨迹所能熔融的金属量不够，将容易导致脱焊。而在本申请中，利用分散设置的，不限制于单一焊接轨迹的更多焊接点，在成本相近的前提下增加了熔融的金属量，使得焊接更加牢固。因此本申请所提供的激光焊接金属掩模板的焊接方法能够更适用于超薄的金属薄膜的焊接。
综上所述，本申请使得金属薄膜1和金属框架2间的焊接质量得以提高，延长了金属掩模板的使用寿命。
值得一提的是，在本申请中，“大体等于”、“基本相等”、“近似于等间距”的意思是，二者之间在尺寸数值上十分接近。然而本领域技术人员清楚，由于误差、公差等客观因素的存在而使得物体的位置关系在小尺度乃至微观角度难以被正好约束。因此即使二者之间的尺寸、位置关系稍微存在点误差，也并不会对本申请的技术效果的实现产生较大影响。
本领域的普通技术人员可以理解，在上述的各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于上述各实施方式的种种变化和修改，也可以基本实现本申请各权利要求所要求保护的技术方案。因此，在实际应用中，可以在形式上和细节上对上述实施方式作各种改变，而不偏离本申请的精神和范围。

Claims (10)

1.一种金属掩模板，包括：
金属薄膜和金属框架，
所述金属薄膜和所述金属框架通过激光焊接并形成焊接轨道；
其特征在于，沿所述金属薄膜和所述金属框架的焊接轨道的中线的两侧各分布有多个焊点。
2.根据权利要求1所述的金属掩模板，其特征在于，位于所述中线的一侧的焊点与位于所述中线的另一侧的焊点彼此错开设置。
3.根据权利要求1所述的金属掩模板，其特征在于，在所述金属薄膜和所述金属框架的焊接轨道的中线上同样设置有焊点。
4.根据权利要求3所述的金属掩模板，其特征在于，设置于所述金属框架的焊接轨道的中线上的焊点与设置于所述金属框架的焊接轨道的中线的两侧的焊点都彼此错开设置。
5.根据权利要求1所述的金属掩模板，其特征在于，所述的各个焊点中，彼此相邻的几个焊点形成焊点组；
所述焊点组中的焊点沿着既定的轨迹线布置，所述轨迹线至少部分为弧形。
6.根据权利要求5所述的金属掩模板，其特征在于，所述轨迹线大体上形成为闭合轨迹；
或者，所述轨迹线为螺旋线。
7.根据权利要求1至6中任意一项所述的金属掩模板，其特征在于，所述焊接轨道的相邻且呈角度设置的两段的连接处形成为圆角。
8.一种激光焊接金属掩模板的方法，其特征在于，包括如下步骤：
设计焊点的分布位置；
根据所设计的焊点的分布位置，将金属薄膜通过激光焊接在金属框架上；
其中，所设计的焊点沿所述金属薄膜和所述金属框架的焊接轨道的中线的两侧分布。
9.根据权利要求8所述的激光焊接金属掩模板的方法，其特征在于，在所述的各个焊点中，彼此相邻的几个焊点形成焊点组；
所述焊点组中的焊点沿着既定的轨迹线布置，所述轨迹线至少部分为弧形。
10.根据权利要求9所述的激光焊接金属掩模板的方法，其特征在于，所述轨迹线大体上形成为闭合轨迹；
或者，所述轨迹线为螺旋线。
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