CN114256039B - 一种干刻下部电极的制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种干刻下部电极的制作工艺，包括如下步骤：S1、制作金属基材，所述金属基材包括给电部；S2、在给电部安装陶瓷圈和金属棒；S3、对金属基材上表面进行喷砂处理，使金属基材上表面的粗糙度不小于3微米；S4、在金属基材上表面用悬浮液等离子喷涂形成下电介质层；S5、在下电介质层上表面喷涂形成电极层；S6、在电极层上表面用悬浮液等离子喷涂形成上电介质层；S7、加工上电介质层，使上电介质层上表面形成周边凸起。本发明提供一种下部电极的制作工艺，电介质层和浮点材料采用YF3粉末或Y5O4F7粉末。采用本发明的工艺，可提高电介质层的致密性，提升电极的耐电压性能，同时降低电极表面和浮点的硬度，减少对玻璃基材的划伤。
Description
技术领域
本发明涉及显示器制备技术领域，尤其涉及一种干刻下部电极的制作工艺。
背景技术
下部电极是制作LCD和AMOLED面板的干刻设备中用到的一个核心部件，它的作用是在干刻过程中通过静电吸附力固定玻璃基板，防止其发生移动。目前常用的下部电极的结构主要包括金属基材、下电介质层、电极层、上电介质层、表面周边凸起、给电部、冷却液通道、氦气通道、氦气孔、lift-pin孔。部分电极会在表面设置有浮点。使用时，玻璃基材放置于下部电极表面，给电部加上电压，由此在电极层和玻璃基板之间形成静电吸附力。
现有用于LCD/AMOLED面板的干刻下部电极的制作通常采用铝合金作为金属基材，氧化铝作为电介质层和浮点材料，制作氧化铝电介质层所采用的方法为大气等离子喷涂。但现有的下部电极的制作工艺存在以下几个问题：1)氧化铝和铝基材的热膨胀系数差异大，在热喷涂过程中氧化铝容易因为热胀冷缩导致出现裂纹；2)大气等离子喷涂需要采用颗粒较大的粉末作为原材料，通常颗粒的直径在10～100微米范围内，由此形成的电介质层致密性差，会含有较多的孔隙；3)氧化铝硬度约为HV900，而玻璃硬度约为HV500，因此氧化铝的硬度远高于玻璃，所以电极表面或浮点的硬度也远高于生产面板的玻璃基板。上述的裂纹和孔隙的存在会降低下部电极的耐电压性能，在电极的使用过程中易出现电介质层被击穿的现象，而电极表面或浮点硬度太高则容易刮花玻璃基板的底面，造成产品不良。
发明内容
为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种干刻下部电极的制作工艺。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种干刻下部电极的制作工艺，包括如下步骤：
S1、制作金属基材，所述金属基材包括给电部；
S2、在给电部安装陶瓷圈和金属棒；
S3、对金属基材上表面进行喷砂处理，使金属基材上表面的粗糙度不小于3微米；
S4、在金属基材上表面喷涂形成下电介质层，其中喷涂方法为悬浮液等离子喷涂，喷涂材料包括YF3粉末或Y5O4F7粉末；
S5、在下电介质层上表面喷涂形成电极层，采用的喷涂方法为大气等离子喷涂；
S6、在电极层上表面喷涂形成上电介质层，其中喷涂方法为悬浮液等离子喷涂，喷涂材料包括YF3粉末或Y5O4F7粉末；
S7、加工上电介质层，使上电介质层上表面形成周边凸起。
进一步地，还包括如下步骤：S8、通过遮蔽治具，在上电介质层上表面喷涂形成浮点。
进一步地，S1中，所述金属基材通过机加工和焊接进行制作，其中金属基材中还包括冷却水槽、lift-pin孔和氦气槽，氦气槽上设置有氦气孔。
进一步地，S2中，在给电部用陶瓷胶安装陶瓷圈和金属棒，然后在室温下干燥。
进一步地，S3中，所使用的喷砂材料为40～100目白刚玉，喷砂压力为0.2～0.6MPa。
进一步地，S4中，喷涂材料为YF3粉末和去离子水的混合液，或为Y5O4F7粉末和去离子水的混合液，其中YF3粉末或Y5O4F7粉末的重量占1％～10％，颗粒平均直径小于或等于3微米。
进一步地，S4中，形成等离子的气体为氩气、氮气和氢气的混合物，其中氩气流量为15～50sccm，氮气流量为10～30sccm，氢气流量为2～5sccm，喷涂的功率为30～100kW，形成的电介质层厚度在100～1000微米。其中sccm英文全称为standard cubic centimeterper minute，译为标准毫升/分钟。
进一步地，S5中，喷涂材料为纯度为99.99％以上的钨粉和钼粉，电极层厚度为10～100微米。
进一步地，S6中，上电介质层的厚度大于下电介质层厚度，上电介质层和下电介质层厚度差为50～150微米，作为S7步骤的加工余量。
进一步地，S7中，周边凸起的宽度为2～20毫米，高度为10～100微米。
进一步地，S8中，采用的喷涂方法为大气等离子喷涂或悬浮液等离子喷涂，浮点材料包括YF3粉末或Y5O4F7粉末，浮点高度低于周边凸起高度10～50微米，其中周边凸起的高度为50～100微米。
本发明的有益效果是：
1)本发明提供一种下部电极的制作工艺，电介质层和浮点材料采用氟化钇或氟氧化钇，氟化钇或氟氧化钇的热膨胀系数与铝基材接近，因此在等离子喷涂过程中可有效减少因热胀冷缩而造成的裂纹，增加下部电极的耐电压性能，减少被击穿的可能。
2)氟化钇和氟氧化钇的硬度远低于氧化铝的硬度(氟化钇和氟氧化钇的硬度约为HV300，氧化铝硬度约为HV900)，可有效减少因电极表面或浮点硬度太高造成玻璃基材划伤的问题，提升产品良率。
3)大气等离子喷涂形成的氧化铝层的孔隙率为5％左右，而悬浮液等离子喷涂形成的氟化钇或氟氧化钇的孔隙率可达0.5％以内，采用悬浮液等离子喷涂取代常规的大气等离子喷涂，可使用粒径更小的陶瓷粉末作为原材料来制作电介质层，因此形成的电介质层的孔隙率要远低于现在所用的下部电极。
附图说明
图1为本发明制作工艺的流程图；
图2为本发明下部电极的结构示意图。
图中：1、金属基材；11、给电部；12、氦气入口；121、氦气孔；13、冷却水槽；14、lift-pin孔；2、下电介质层；3、电极层；4、上电介质层；5、周边凸起；6、浮点；7、玻璃基板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图2所示，目前常用的下部电极的结构主要包括金属基材1、下电介质层2、电极层3、上电介质层4、表面周边凸起5、给电部11、冷却水槽13、氦气通道、氦气入口12、氦气孔121、lift-pin孔14。部分电极会在表面设置有浮点6。使用时，玻璃基材放置于下部电极表面，给电部11加上电压，由此在电极层3和玻璃基板7之间形成静电吸附力。
实施例1
本实施例为不带浮点6、采用氟氧化钇作为电介质层材料的下部电极的制作工艺，该工艺包括如下步骤：
S1、通过机加工和焊接制作金属基材1，金属基材1内设置有冷却水槽13、氦气槽、氦气孔121、给电部11、lift-pin孔14等结构，所使用的材料为铝6061。
S2、在给电部11用陶瓷胶安装陶瓷圈和金属棒，然后在室温下干燥；
S3、对金属基材1上表面进行喷砂处理，使其粗糙度达到3～4微米，所使用的喷砂材料为100#白刚玉，喷砂压力为0.6MPa；
S4、在金属基材1上表面形成下电介质层2，采用的方法为悬浮液等离子喷涂。喷涂材料为Y5O4F7粉末和去离子水的混合液，其中粉末的重量占1％，颗粒平均直径在1.5微米。形成等离子的气体为氩气、氮气和氢气的混合物，其中氩气流量为30sccm,氮气流量为20sccm，氢气流量为3sccm。喷涂的功率为100kW，形成的下电介质层2厚度为800微米；
S5、在下电介质层2上面形成电极层3，采用的方法为大气等离子喷涂。喷涂材料为99.99％以上纯度的钨粉和钼粉，电极层3厚度为100微米；
S6、在电极层3上面形成上电介质层4，采用的方法为悬浮液等离子喷涂，喷涂材料为Y5O4F7粉末和去离子水的混合液，其中粉末的重量占1％，颗粒平均直径在1.5微米，形成等离子的气体为氩气、氮气和氢气的混合物，其中氩气流量为30sccm,氮气流量为20sccm，氢气流量为3sccm。喷涂的功率为100kW，形成的下电介质层2厚度为950微米；
S7、通过机加工将上电介质层4加工到800微米的厚度，同时在表面形成周边凸起5。周边凸起5的宽度为20毫米，高度为100微米。
实施例2
本施例为带浮点6、采用氟化钇作为电介质层和浮点材料的下部电极的制作工艺，包括如下步骤(如图1所示)：
S1、通过机加工和焊接制作金属基材1，金属基材1上设置有冷却水槽13、氦气槽、氦气孔121、给电部11、lift-pin孔14等结构；
S2、在给电部11用陶瓷胶安装陶瓷圈和金属棒，然后在室温下干燥；
S3、对金属基材1上表面进行喷砂处理，使其粗糙度达到5～6微米，所使用的喷砂材料为40#白刚玉，喷砂压力为0.5MPa；
S4、在金属基材1上表面形成下电介质层2，采用的方法为悬浮液等离子喷涂。喷涂材料为YF3粉末和去离子水的混合液，其中粉末的重量占3％，颗粒平均直径在3微米以内。形成等离子的气体为氩气、氮气和氢气的混合物，其中氩气流量为20sccm,氮气流量为15sccm，氢气流量为2sccm。喷涂的功率为100kW，形成的下电介质层2厚度为500微米；
S5、在下电介质层2上面形成电极层3，采用的方法为大气等离子喷涂。喷涂材料为99.99％以上纯度的钨粉和钼粉，电极层3厚度为30微米；
S6、在电极层3上面形成上电介质层4，喷涂材料为YF3粉末和去离子水的混合液，其中粉末的重量占3％，颗粒平均直径在3微米以内。形成等离子的气体为氩气、氮气和氢气的混合物，其中氩气流量为20sccm,氮气流量为15sccm，氢气流量为2sccm。喷涂的功率为100kW，形成的上电介质层4厚度为650微米；
S7、通过机加工将上电介质层4加工到500微米的厚度，同时在表面形成周边凸起5，周边凸起5的宽度为10毫米，高度为100微米；
S8、在不锈钢片上打孔以形成遮蔽治具，将遮蔽治具用双面胶粘贴在上电介质层4表面，再采用大气等离子喷涂以形成50微米高的浮点6，喷涂所使用的材料为YF3粉末。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (8)
1.一种干刻下部电极的制作工艺，包括如下步骤：
S1、制作金属基材，所述金属基材包括给电部；
S2、在给电部安装陶瓷圈和金属棒；
S3、对金属基材上表面进行喷砂处理，使金属基材上表面的粗糙度大于或等于3微米；
S4、在金属基材上表面喷涂形成下电介质层，其中喷涂方法为悬浮液等离子喷涂，喷涂材料包括YF3粉末或Y5O4F7粉末；
其中，具体喷涂方法为：喷涂材料为YF3粉末和去离子水的混合液，或为Y5O4F7粉末和去离子水的混合液，其中YF3粉末或Y5O4F7粉末的重量占1％～10％，颗粒平均直径小于或等于3微米；
形成等离子的气体为氩气、氮气和氢气的混合物，其中氩气流量为15～50sccm，氮气流量为10～30sccm，氢气流量为2～5sccm，喷涂的功率为30～100kW，形成的下电介质层厚度在100～1000微米；
S5、在下电介质层上表面喷涂形成电极层，采用的喷涂方法为大气等离子喷涂；
S6、在电极层上表面喷涂形成上电介质层，其中喷涂方法为悬浮液等离子喷涂，喷涂材料包括YF3粉末或Y5O4F7粉末；
S7、加工上电介质层，使上电介质层上表面形成周边凸起。
2.根据权利要求1所述的一种干刻下部电极的制作工艺，其特征在于：还包括如下步骤：S8、在上电介质层上表面喷涂形成浮点。
3.根据权利要求1或2所述的一种干刻下部电极的制作工艺，其特征在于：S1中，所述金属基材通过机加工和焊接进行制作，其中金属基材还包括冷却水槽、lift-pin孔、氦气槽和氦气孔。
4.根据权利要求1或2中所述的一种干刻下部电极的制作工艺，其特征在于：S3中，所使用的喷砂材料为40～100目白刚玉，喷砂压力为0.2～0.6MPa。
5.根据权利要求1或2中所述的一种干刻下部电极的制作工艺，其特征在于：S5中，喷涂材料为钨粉和钼粉，其中钨粉和钼粉的纯度≥99.99％，电极层厚度为10～100微米。
6.根据权利要求1或2中所述的一种干刻下部电极的制作工艺，其特征在于：S6中，上电介质层的厚度大于下电介质层厚度，上电介质层和下电介质层厚度差为50～150微米。
7.根据权利要求1或2中所述的一种干刻下部电极的制作工艺，其特征在于：S7中，周边凸起的宽度为2～20毫米，高度为10～100微米。
8.根据权利要求2所述的一种干刻下部电极的制作工艺，其特征在于：S8中，采用的喷涂方法为大气等离子喷涂或悬浮液等离子喷涂，浮点材料包括YF3粉末或Y5O4F7粉末，周边凸起的高度为50～100微米，浮点高度低于周边凸起高度10～50微米。
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