CN111935914A - 光学基板上贵金属膜层的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种光学基板上贵金属膜层的加工方法，包括以下步骤：在光学基板上做定位标记；将网版与光学基板定位后，将贵金属浆液丝网印刷于光学基板上形成贵金属膜层；高温使贵金属膜层固化。本发明提供的光学基板上贵金属膜层的加工方法，采用丝网印刷工艺将贵金属浆液印刷于光学基板上形成贵金属膜层，并通过高温将贵金属膜层直接焊接于光学基板表面，能够大大减小贵金属的浪费，且工艺流程简单易实现，降低了光学基板的加工成本，提高了其品质稳定性。

Description

光学基板上贵金属膜层的加工方法

技术领域

本发明涉及光学基板加工技术领域，特别涉及一种光学基板上贵金属膜层的加工方法。

背景技术

目前LED行业发展对封装基板的要求越来越高，尤其是要求其具有良好的散热性能及光学性能，这就推动了石英基板、水晶基板等光学基板的应用。传统LED封装基板上贵金属图形化电路层的加工，一般使用镀膜工艺。传统工艺流程中使用蒸发镀膜技术或者溅射镀膜技术，镀膜设备成本高，且在镀膜过程中部分贵金属材料镀膜到设备腔体或者挡板上，需要回收，仅有50%左右的贵金属材料镀膜到基板表面，造成贵金属材料的浪费且镀膜效率低；另外，即使镀膜到基板表面的贵金属也会在后续的脱胶工艺中剥离进入废液中。

发明内容

本发明提供一种光学基板上贵金属膜层的加工方法，以解决现有技术中贵金属膜层加工成本高、效率低的技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供了一种光学基板上贵金属膜层的加工方法，包括以下步骤：S1、在光学基板上做定位标记；S2、将网版与所述光学基板定位后，将贵金属浆液丝网印刷于所述光学基板上形成贵金属膜层；S3、高温使所述贵金属膜层固化。

进一步地，所述光学基板为石英基板或者水晶基板。

进一步地，所述步骤S3中，所述贵金属膜层的固化温度为650℃~850℃。

进一步地，所述步骤S3具体包括：将表面形成有所述贵金属膜层的所述光学基板放置在焊接炉中，将所述焊接炉中的温度以60℃/min~100℃/min的速率升温至所述固化温度，固化30min~40min后，以60℃/min~100℃/min的速率降低至常温，完成所述贵金属膜层的固化。

进一步地，所述步骤S2中采用CCD光学对位的方法将丝网印刷用的所述网版与所述光学基板进行定位。

进一步地，在所述步骤S3之后，所述贵金属膜层的加工方法还包括以下步骤：在所述光学基板的表面涂胶；对所述光学基板上的多余的贵金属膜层区域以及非贵金属膜层区域进行光刻、显影；蚀刻去除多余的贵金属膜层；将所述光学基板进行脱胶处理。

进一步地，所述贵金属膜层的尺寸精度小于或者等于20μm。

进一步地，所述步骤S2中将所述贵金属浆液进行丝网印刷的环境温度为20℃~26℃。

本发明提供的光学基板上贵金属膜层的加工方法，采用丝网印刷工艺将贵金属浆液印刷于光学基板上形成贵金属膜层，并通过高温将贵金属膜层直接焊接于光学基板表面，能够大大减小贵金属的浪费，且工艺流程简单易实现，降低了光学基板的加工成本，提高了其品质稳定性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明再作进一步详细的说明。

本申请实施例提供了一种光学基板上贵金属膜层的加工方法，包括以下步骤：S1、在光学基板上做定位标记；S2、将网版与光学基板定位后，将贵金属浆液丝网印刷于光学基板上形成贵金属膜层；S3、高温使贵金属膜层固化。

本申请实施例中，在光学基板上做定位标记的步骤中，可以采用多种做定位标记的方式，一般情况下用激光在光学基板的对角上做十字型的定位标记。另外，丝网印刷工艺所用的印刷网版上也会做对应的定位标记，以便于网版与光学基板的定位，提高贵金属膜层的制作精度。一些实施例中，步骤S2中采用CCD光学对位的方法将丝网印刷用的网版与光学基板进行定位。本申请实施例中，丝网印刷用的网版目数范围一般在325目~400目。

本申请实施例中，贵金属浆液为市售；能够采用丝网印刷的工艺直接印刷于光学基板上。贵金属浆液如金浆、配比从80%∶20%到60%∶40%的金锡合金浆液、镍浆、铂浆等。

可以理解地，丝网印刷工艺中，将网版与光学基板之间的距离控制在大概1mm~4mm的范围内，可以依据印刷后贵金属膜层的厚度随时进行微调。丝网印刷时，采用刮刀并使其角度保持在45°~60°范围内对网版均匀施压，使贵金属浆液注入至网版的网孔中，同时会使网版更靠近光学基板，两者之间的距离变为20μm~50μm，完成丝网印刷的步骤，在光学基板上形成贵金属膜层。本申请实施例中，步骤S2中将贵金属浆液进行丝网印刷的环境温度为20℃~26℃。丝网印刷贵金属浆液的过程中严格控制环境温度，以避免贵金属浆液中的多种易于挥发的有机物挥发。

可以理解地，贵金属膜层在光学基板表面固化，即贵金属膜层与光学基板之间产生结合力，使贵金属膜层更好地附着于光学基板上，此过程需要高温来实，以增强贵金属膜层与光学基板之间的附着力，保证贵金属膜层的持久稳定性。

本申请实施例提供的光学基板上贵金属膜层的加工方法，采用丝网印刷工艺将贵金属浆液印刷于光学基板上形成贵金属膜层，并通过高温将贵金属膜层直接焊接于光学基板表面，能够大大减小贵金属的浪费，且工艺流程简单易实现，降低了光学基板的加工成本，提高了其品质稳定性。其中，丝网印刷步骤与高温固化步骤可以依据生产需要或者产品设计进行多次重复。本申请实施例制作的光学基板可以用于半导体LED封装基板。

一些实施例中，光学基板为石英基板或者水晶基板。可以理解地，石英基板或者水晶基板的耐高温性能较强，能够在贵金属膜层高温固化的过程中保持稳定，更适用于本申请实施例贵金属膜层的加工工艺。

另一些实施例中，步骤S3中贵金属膜层的固化温度为650℃~850℃。在此高温下贵金属膜层能够更好地焊接于光学基板上，保证贵金属膜层与光学基板之间的结合力，使贵金属膜层更加牢固，提高其持久稳定性。具体地，步骤S3具体包括：将表面形成有贵金属膜层的光学基板放置在焊接炉中，将焊接炉中的温度以60℃/min~100℃/min的速率升温至固化温度，固化30min~40min后，以60℃/min~100℃/min的速率降低至常温，完成贵金属膜层的固化。在实际的操作中，一般可以将表面形成有贵金属膜层的光学基板放置在焊接炉中，在进行固化之前，先用5min~10min将温度由室温升高至125℃，并在此温度下停留10min~15min进行干燥，然后再以60℃/min~100℃/min的速率升温至固化温度进行固化。上述步骤能够将贵金属膜层更牢固地焊接于光学基板表面，保持贵金属膜层的长期稳定性。

一些实施例中，在步骤S3之后，贵金属膜层的加工方法还包括以下步骤：在光学基板的表面涂胶；对光学基板上的多余的贵金属膜层区域以及非贵金属膜层区域进行光刻、显影；蚀刻去除多余的贵金属膜层；将光学基板进行脱胶处理。

可以理解地，丝网印刷工艺所制作的图形的精度主要取决于印刷用网版的制作精度及网版与光学基板的对位精度。但在有些情况下，生产要求的贵金属膜层的尺寸精度要高于丝网印刷工艺的精度。因此本申请实施例中加入后续的光刻、显影及蚀刻、脱胶工艺，用于提高贵金属膜层的尺寸精度。

由此可见，当生产所要求的贵金属膜层尺寸精度不高时，就无需通过半导体的黄光制程（即涂胶、光刻、显影、蚀刻、脱胶步骤），也能够满足贵金属膜层的尺寸要求。这种情况下，本申请实施例的工艺相对于传统工艺，大大简化了生产制程，同时因为采用丝网印刷技术及省略了对贵金属膜层的蚀刻工艺，从而不会因蚀刻导致贵金属回收产生的损耗，工艺优势明显。

本申请实施例中，在步骤S3之后，在整个光学基板的表面涂胶，即对光学基板上的贵金属膜层区域及非贵金属膜层区域均做涂胶处理。由于丝网印刷工艺的精度达不到生产要求的贵金属膜层的尺寸精度，一般在丝网印刷贵金属膜层时使贵金属膜层的尺寸稍大于生产要求的尺寸，然后通过光刻工艺来提高贵金属膜层的尺寸精度。

也就是说，本申请实施例中丝网印刷工艺之后，光学基板上形成贵金属膜层区域和非贵金属膜层区域；由于贵金属膜层尺寸比其实际需要的尺寸要大，本申请实施例中的贵金属膜层有一部分是多余的。采用光刻、显影这两步工艺是对非贵金属膜层区域及多余的贵金属膜层区域进行曝光及显影，以去除掉这些区域的胶层。后续的蚀刻工艺用于去除多余的贵金属膜层，从而使剩余的贵金属膜层的尺寸精度更接近于生产所要求的精度。最后将剩余的贵金属膜层表面的保护胶层去除，得到符合精度要求的贵金属膜层。本申请实施例中制作的贵金属膜层的尺寸精度小于或者等于20μm。

现有技术中在采用镀膜工艺制作贵金属膜层的过程中，先对光学基板实施涂胶、光刻、显影步骤，再进行镀膜、剥离胶层的步骤，因此在剥离胶层时会将贵金属膜层剥离掉，需要再次进行回收。本申请实施例中涂胶的步骤在形成贵金属膜层的步骤之后，因而脱胶工艺中不会将贵金属膜层脱掉，提高了贵金属的利用率，降低了后续处理成本。

相对于传统工艺，本申请实施例中在光学基板上制作贵金属膜层的方法具有以下优势：

1、本申请实施例的制程中不包括镀膜工艺，因此不会因镀膜制程而导致成本高的贵金属损耗；并且避免了先涂胶后镀膜的工艺制程，避免脱胶工艺中贵金属膜层的剥离。本申请实施例采用丝网印刷贵金属浆液，可以依据膜层要求计算所需要的贵金属浆液的重量，浪费极少，贵金属利用率可以控制在高于90%，且贵金属回收率能够达到80%。

2、本申请实施例无需镀膜设备，大大降低了工艺过程的成本投入。

3、在产出效率上，本申请实施例采用丝网印刷贵金属浆液然后通过隧道式焊接炉即可完成单片尺寸从70mm*70mm到φ200mm的贵金属膜层制作。本申请实施例的加工工艺为连续式产出工艺。以制作3000nm金膜层为例，单片光学基板高温固化的时间为30min~40min，隧道式焊接炉最大作业容量在20片~50片（由单片光学基板的尺寸决定，基片尺寸越大则容量就越小。φ200mm尺寸的光学基片可以放置20片）。而溅射镀膜或蒸发镀膜技术一般UPH在10片~40片（溅射镀膜及蒸发镀膜需先对腔体内抽真空，然后进行膜层沉积，一般沉积速率在0.2nm/s~0.5nm/s，膜层沉积完成后还需缓慢地放真空，整个过程需要持续4h~6h,单镀膜腔体容量在：25片~160片），生产效率提升明显。

4、本申请实施例制作的贵金属膜层的品质稳定性更容易管控。本申请实施例制作贵金属膜层的方法中，膜层厚度主要由网版目数、网版与光学基板之间的距离及贵金属浆液的纯度决定，影响因素较少且能够通过原料检验及机台操作参数设定等方式进行管控；而膜层牢固度及贵金属膜层表面的粗糙度主要通过贵金属在原料中的粒径及高温焊接过程中升温到最高固化温度的时间及恢复至常温的时间来决定。

实施例1

当生产要求的贵金属膜层尺寸精度大于20μm时，光学基板上贵金属膜层的加工方法，包括以下步骤：

1、在满足尺寸要求的石英基板的对角上，通过激光做定位标记。

2、制作满足贵金属膜层尺寸要求的网版，在网版的对角上制作相应的定位标记，采用CCD自动光学对位的方法使网版与石英基板定位。

3、将贵金属浆液通过丝网印刷的工艺印刷于石英基板上形成贵金属膜层，其中，丝网印刷工艺的环境温度保持在25℃。

4、将形成有贵金属膜层的石英基板放置于隧道式焊接炉中，将焊接炉中的温度以80℃/min的速率升温至650℃，固化40min后，以80℃/min的速率降低至常温，完成贵金属膜层的制作。

实施例2

当生产要求的贵金属膜层尺寸精度小于或者等于20μm时，光学基板上贵金属膜层的加工方法，包括以下步骤：

1、在满足尺寸要求的石英基板的对角上，通过激光做定位标记。

2、制作丝网印刷用的网版，使网版上图形的尺寸大于生产所要求的贵金属膜层的尺寸。在网版的对角上制作相应的定位标记，采用CCD自动光学对位的方法使网版与石英基板定位。

3、将贵金属浆液通过丝网印刷的工艺印刷于石英基板上形成贵金属膜层，其中，丝网印刷工艺的环境温度保持在25℃。

4、将形成有贵金属膜层的石英基板放置于隧道式焊接炉中，将焊接炉中的温度以80℃/min的速率升温至650℃，固化40min后，以80℃/min的速率降低至常温。

5、在石英基板的表面涂胶，涂胶部位包括贵金属膜层区域和非贵金属膜层区域。

6、对石英基板上多余的贵金属膜层区域以及非贵金属膜层区域进行光刻和显影步骤。利用半导体正胶工艺对需保留的贵金属涂层进行保护。

7、采用蚀刻工艺去除多余的贵金属膜层；采用脱胶工艺对石英基板进行脱胶处理，将最终的贵金属膜层显现出来，完成贵金属膜层的制作。

对上述各实施例制作的具有贵金属膜层的石英基板采用超声波清洗，然后通过贴膜、激光切割、旋洗、检验及移栽等工艺，能够得到单颗石英基板用于半导体LED封装。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不同限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。并且，本发明各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种光学基板上贵金属膜层的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、在光学基板上做定位标记；

S2、将网版与所述光学基板定位后，将贵金属浆液丝网印刷于所述光学基板上形成贵金属膜层；

S3、高温使所述贵金属膜层固化。

2.根据权利要求1所述的光学基板上贵金属膜层的加工方法，其特征在于，所述光学基板为石英基板或者水晶基板。

3.根据权利要求1所述的光学基板上贵金属膜层的加工方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述贵金属膜层的固化温度为650℃~850℃。

4.根据权利要求3所述的光学基板上贵金属膜层的加工方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：

将表面形成有所述贵金属膜层的所述光学基板放置在焊接炉中，将所述焊接炉中的温度以60℃/min~100℃/min的速率升温至所述固化温度，固化30min~40min后，以60℃/min~100℃/min的速率降低至常温，完成所述贵金属膜层的固化。

5.根据权利要求1所述的光学基板上贵金属膜层的加工方法，其特征在于，所述步骤S2中采用CCD光学对位的方法将丝网印刷用的所述网版与所述光学基板进行定位。

6.根据权利要求1~5任意一项所述的光学基板上贵金属膜层的加工方法，其特征在于，在所述步骤S3之后，所述贵金属膜层的加工方法还包括以下步骤：

在所述光学基板的表面涂胶；

对所述光学基板上的多余的贵金属膜层区域以及非贵金属膜层区域进行光刻、显影；

蚀刻去除多余的贵金属膜层；

将所述光学基板进行脱胶处理。

7.根据权利要求6所述的光学基板上贵金属膜层的加工方法，其特征在于，所述贵金属膜层的尺寸精度小于或者等于20μm。

8.根据权利要求1~5任意一项所述的光学基板上贵金属膜层的加工方法，其特征在于，所述步骤S2中将所述贵金属浆液进行丝网印刷的环境温度为20℃~26℃。