TW201329260A - 金屬遮罩的製造方法及用於製造金屬遮罩的雷射開孔裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係提供一種金屬遮罩的製造方法，包括將一金屬框套設於一工作台的支撐裝置外圍。接著，將一金屬薄板平置於該金屬框與該支撐裝置共構的一頂面。接下來，將該金屬薄板與該金屬框焊接，以形成一遮罩雛型。最後，藉由一雷射開孔裝置對該遮罩雛型執行一雷射開孔作業，用以在該金屬薄板上形成複數個網孔。

Description

金屬遮罩的製造方法及用於製造金屬遮罩的雷射開孔裝置

本發明係關於一種金屬遮罩的製造方法及用於製造該金屬遮罩的雷射開孔裝置，尤指一種可提高良率的遮罩製造方法及雷射開孔裝置。

習知主動矩陣有機發光二極體(Active-matrix organic light-emitting diode,AMOLED)蒸鍍罩的製造方法係先以圖案化蝕刻的方式在一片厚度僅約40μm的金屬薄板上形成多個微小的網孔，以作成一蒸鍍網。該蒸鍍網上的每一網孔之大小僅約50μm，且相鄰網孔之間的間距僅約70μm。

另一種製造上述蒸鍍網的方法，係如美國專利公開第2011/0183271號所示，該方法是先在一金屬薄板上形成複數個(長條)孔，再利用雷射光束將該些孔的孔壁修整成斜面狀，從而形成該蒸鍍網上的網孔。

如第十圖所示，當蒸鍍網80完成後，將該蒸鍍網80置於一金屬框82上，並利用多個夾具(圖中未示)將該蒸鍍網80的各邊(至少兩邊)加以夾持並向外拉伸，以拉平該蒸鍍網80。然而，由於該蒸鍍網80及其上的該些網孔801的尺寸都是微米等級。故，要在該蒸鍍網80的網孔801不變形的前提下將該蒸鍍網80拉平，並非易事。

一般來說，在拉平一張蒸鍍網的過程中，通常需要將該蒸鍍網與一母玻璃進行比對作業，若該蒸鍍網的網孔與該母玻璃上的標準網孔位置相對齊，則代表該蒸鍍網的網孔被該些夾具的拉過之後沒有產生變形，隨後即可將該蒸鍍網焊接固定於該金屬框，並藉由一總間距(Total pitch)量測機執行總間距檢查，以確認該蒸鍍網的網孔位置是否位在可容許的誤差範圍內。該蒸鍍網的網孔通常被要求需符合總間距誤差(total pitch error)小於±5μm，及符合其與母玻璃的標準網孔的開孔精度誤差小於±3μm的雙重檢查標準。然而，若比對結果不在上述的檢查標準內，就表示該蒸鍍網上的網孔在該些夾具拉伸該蒸鍍網的過程中發生變形或位移，此時就需要去調整該些夾具的拉伸力道，直到比對結果符合檢查標準為止。

上述蒸鍍罩的製造方法不但步驟複雜，且在該些夾具拉伸該蒸鍍網的過程中，很容易導致該蒸鍍網的網孔變形或位移，而需要花費很多時間去調整該些夾具的拉伸力道。此外，在將該蒸鍍網焊接到該金屬框的過程中，該蒸鍍網的網孔也有可能會發生變形或位移，故焊接完成後還需要花費許多工夫去執行Total pitch檢查。由此可知，這種習知的AMOLED蒸鍍罩製造方法一直存在著製造效率差及良率低落的問題而亟待解決。

第十一圖為台灣公開第200526794號專利申請案所揭露的又一種AMOLED蒸鍍罩製造方法的示意圖。該製造方法係先將一金屬薄板91貼於一張網架92中間的網布920上，藉由該網布920使該金屬薄板91的表面維持水平。接著，利用雷射切割在該金屬薄板91形成多個網孔910。再將一固定框93置於該金屬薄板91底部，並利用一冶具組94、95將該固定框93及該金屬薄板91壓合，以進行焊接作業，使得該固定框93與該金屬薄板91焊接在一起。最後，將該固定框93連同該金屬薄板91從該張網架92上裁切下來，以得到該蒸鍍罩。

本發明係提供一種可提高良率的金屬遮罩的製造方法及雷射開孔裝置。

該製造方法包括執行一金屬框入料作業，用以將一金屬框置於一工作台上，該工作台具有一支撐裝置，並使該金屬框套設於該支撐裝置外圍。接著，執行一金屬薄板入料作業，用以將一金屬薄板平置於該金屬框與該支撐裝置共構的一頂面。接下來，執行一焊接作業，用以將該金屬薄板與該金屬框焊接在一起，以形成一遮罩雛型。最後，藉由一雷射開孔裝置執行一雷射開孔作業，用以在該遮罩雛型的金屬薄板上形成複數個網孔。

其中，該雷射開孔裝置包括一機台、可移動地設於該機台的一移載機構、設於該移載機構的一雷射頭及一電腦裝置。該電腦裝置係用以控制該移載機構連同該雷射頭的移動，並控制該雷射頭執行該雷射開孔作業。

較佳地，該雷射開孔裝置還包括一檢查裝置，設於該移載機構。

本發明的製造方法更包括藉由該檢查裝置執行一檢查作業及一校正作業。該電腦裝置係在該雷射頭進行該雷射開孔作業時，控制該檢查裝置執行該檢查作業，及對該雷射頭執行一校正作業，以使該金屬薄板上由該雷射開孔作業所製作出來的網孔能符合標準。

另一方面，本發明的製造方法較佳更包括藉由該檢查裝置執行另一種檢查作業。該電腦裝置係在該雷射頭進行該雷射開孔作業之後，控制該檢查裝置執行該檢查作業，用以檢查該金屬薄板上由該雷射開孔作業所製作出來的該些網孔是否符合標準。

相較於先前技術，本發明係先將該金屬薄板平置於該金屬框上並與該金屬框焊接後，才進行該雷射開孔作業，故可避免該金屬遮罩的網孔發生變形或位移的問題，進而提高該金屬遮罩的良率。

至於本發明的其它發明內容與更詳細的技術及功能說明，將揭露於隨後的說明。

第一圖為本發明之金屬遮罩的製造方法的流程圖。在本發明中，該製造方法是用來製造一種有機發光二極體的蒸鍍罩(Fine Pitch Metal Mask,FMM)，但並不以此為限，該製造方法也可運用於製造一般的金屬遮罩，例如：用於製造觸控面板的印刷遮罩或IC封裝作業中所使用的印刷遮罩。該製造方法包括一金屬框入料作業S1、一金屬薄板入料作業S2、一焊接作業S3及一雷射開孔作業S4。其中，該金屬框入料作業S1、該金屬薄板入料作業S2及該焊接作業S3係在一張平機上進行。

如第二圖所示，該張平機包括一工作台7、設於該工作台7頂面的一支撐裝置71及一焊接裝置(圖中未示)。該金屬框入料作業S1係將一金屬框1置於該工作台7並套設於該支撐裝置71外。該支撐裝置71係包括多個支撐條710，但並不以此為限。參閱第三圖，該金屬薄板入料作業S2係用以使一厚度僅約40μm的金屬薄板2平置於該金屬框1及該支撐裝置71所共構的一頂面。該金屬薄板入料作業S2亦可採用其他方式，例如：拉伸，來使該金屬薄板2的頂面形成一平面。該焊接作業S3，係利用該焊接裝置(圖中未示)將該金屬薄板2與該金屬框1焊接在一起，以形成一蒸鍍罩雛型。

該雷射開孔作業S4係利用一雷射開孔裝置3，如第四及五圖所示，在該金屬薄板2上進行開孔。該雷射開孔裝置3包括一機台35、一移載裝置37、至少一雷射頭39及一電腦裝置(圖中未示)。

該機台35係供承載焊接完成的該金屬薄板7及該金屬框1，該機台35具有一支撐裝置，該支撐裝置包括多個支撐條355，供支撐該金屬薄板2，使其頂面保持水平。

該移載裝置37係包括一第一活動座371及一第二活動座372。該第一活動座371係設於該機台35上的一組軌道350，且可沿著該軌道350移動。該第二活動座372係設於該第一活動座371，且可相對於該第一活動座371移動。

該雷射頭39係設於該移載裝置37的第二活動座372，用以在該金屬薄板2上進行雷射開孔(laser opening)。較佳地，該雷射開孔裝置3係包括多個雷射頭39，該雷射開孔作業S4係同時控制該些雷射頭39在該金屬薄板2上進行雷射開孔，以提升開孔的速度。另一方面，該雷射頭39係可以垂直或傾斜的加工角度進行雷射開孔，第六圖係顯示該雷射頭39以傾斜的加工角度進行雷射開孔的例子，進而使得藉由上述步驟所製成的蒸鍍罩之每一網孔20的形狀由下而上漸縮，如第七至九圖所示。

復參閱第四及五圖，該電腦裝置係用以控制該移載機構37的移動及控制該雷射頭39對該金屬薄板2的執行該雷射開孔作業S4。其中，該電腦裝置係藉由一種能精密量測長度之量測儀器(圖中未示)來控制該移載機構37的運作，而使該移載裝置37能將其上的雷射頭39準確地移載到目標位置進行開孔。

較佳地，如第四及五圖所示，該雷射開孔裝置3還包括一檢查裝置6，設於該移載機構37的第二活動座372，且該檢查裝置6具備一CCD攝像元件。本發明之方法較佳還包括藉由該檢查裝置6來執行一檢查作業，該檢查作業在此係可分為兩種形式，詳如後述。

其中一種是在該雷射頭39進行該雷射開孔作業S4的同時，藉由該雷射開孔裝置3的電腦裝置控制該檢查裝置6即時執行該檢查作業，並根據該檢查作業的結果決定是否需要對該雷射頭39進行一校正作業，以使該金屬薄板2上由該雷射開孔作業S4所製作出來的網孔能符合標準，例如：符合開孔精度小於±3μm的、網孔20的總間距誤差小於±5μm之標準，但並不以此為限。透過這種一邊開孔一邊檢查的作業方式，即可確保所形成的蒸鍍罩的網孔是符合標準的。

另外一種則是在該雷射頭39進行該雷射開孔作業S4之後，藉由該電腦裝置控制該檢查裝置6執行另一種檢查作業，用以檢查該金屬薄板上由該雷射開孔作業所所形成的蒸鍍罩的網孔是否符合標準，例如：符合開孔精度小於±3μm的、網孔20的總間距誤差小於±5μm之標準，但並不以此為限。

相較於先前技術，本發明所提供的金屬遮罩的製造方法是先將整片未開孔的金屬薄板平置並焊接到該金屬框上，再進行開孔的作業，故可避免該金屬遮罩的網孔在製造過程中發生變形或位移問題，而不需花費很多時間去調整該些夾具的拉伸力道，即可輕易地改善良率低落的問題。

無論如何，任何人都可以從上述說明獲得足夠教導，並據而了解本發明內容確實不同於先前技術，且具有產業上之利用性，及足具進步性。是本發明確已符合專利要件，爰依法提出申請。

1．．．金屬框

2．．．金屬薄板

20．．．網孔

3．．．雷射開孔裝置

35．．．機台

350．．．軌道

355．．．支撐條

37．．．移載機構

371．．．第一活動座

372．．．第二活動座

39．．．雷射頭

6．．．檢查頭

7．．．工作台

71．．．支撐裝置

80．．．蒸鍍網

801．．．網孔

82．．．金屬框

91．．．金屬薄板

910．．．網孔

92．．．張網架

920．．．網布

93．．．固定框

94、95．．．冶具組

第一圖為本發明之有機發光二極體蒸鍍罩的製造方法流程圖。

第二圖為本發明之金屬框置於一工作台的示意圖。

第三圖為本發明之金屬薄板平置於一金屬框架及一支撐裝置的示意圖。

第四圖為本發明之雷射開孔裝置的前視示意圖。

第五圖為本發明之雷射開孔裝置的上視示意圖。

第六圖為本發明之雷射開孔作業示意圖。

第七圖為本發明所形成之其中一網孔的立體圖。

第八圖為沿第七圖之A-A線剖視圖。

第九圖為沿第七圖之B-B線剖視圖。

第十圖為一種習知的AMOLED蒸鍍罩的製造方法示意圖。

第十一圖為另一種習知的AMOLED蒸鍍罩的製造方法示意圖。

S1．．．金屬框入料作業

S2．．．金屬薄板入料作業

S3．．．焊接作業

S4．．．雷射開孔作業

Claims (8)

1. 一種製造遮罩雛型的方法，包括：將一金屬框套設於一支撐裝置的外圍；將一金屬薄板平置於由該金屬框與該支撐裝置所共構形成的一頂面；及焊接該金屬薄板與該金屬框。
2. 一種製造金屬遮罩的方法，包括：提供一遮罩雛型，該遮罩雛型包括一金屬框及焊接在該金屬框上的一金屬薄板；及執行一雷射開孔作業，用以在該金屬薄板上形成複數個網孔。
3. 如申請專利範圍第2項所述之製造金屬遮罩的方法，更包括在該雷射開孔作業期間，執行一檢查作業及一校正作業，以使由該雷射開孔作業所形成的該些網孔能符合標準。
4. 如申請專利範圍第2項所述之製造金屬遮罩的方法，更包括在該雷射開孔作業之後執行一檢查作業，用以檢查該雷射開孔作業所製作出來的該些網孔是否符合標準。
5. 一種雷射開孔裝置，包括：一機台，供承載一遮罩雛型，該遮罩雛型包括一金屬框及焊接於該金屬框的一金屬薄板，其中，該機台還具有一支撐裝置供支撐該遮罩雛型的金屬薄板；一移載機構，可移動地設於該機台；一雷射頭，設於該移載機構，用以在該金屬薄板上進行雷射開孔；及一電腦裝置，用以控制該移載機構的移動及控制該雷射頭對該金屬薄板的執行一雷射開孔作業。
6. 如申請專利範圍第5項所述之雷射開孔裝置，更包括一檢查裝置，設於該移載機構上。
7. 如申請專利範圍第6項所述之雷射開孔裝置，其中該電腦裝置更用於在該雷射頭進行該雷射開孔作業時，控制該檢查裝置執行一檢查作業，及對該雷射頭執行一校正作業，以使該金屬薄板上由該雷射開孔作業所製作出來的網孔能符合標準。
8. 如申請專利範圍第6項所述之雷射開孔裝置，其中該電腦裝置更用於在該雷射頭進行該雷射開孔作業之後，控制該檢查裝置執行一檢查作業，用以檢查該金屬薄板上由該雷射開孔作業所製作出來的該些網孔是否符合標準。