TWI816625B - 金屬遮罩結構 - Google Patents

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TWI816625B TW112103131A TW112103131A TWI816625B TW I816625 B TWI816625 B TW I816625B TW 112103131 A TW112103131 A TW 112103131A TW 112103131 A TW112103131 A TW 112103131A TW I816625 B TWI816625 B TW I816625B
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李函芳
黃喬鈴
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達運精密工業股份有限公司
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/04—Coating on selected surface areas, e.g. using masks
    • C23C14/042—Coating on selected surface areas, e.g. using masks using masks

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Abstract

本發明提出一種金屬遮罩結構，其包含：外框架、凸塊區以及第一連結區。外框架圍繞界定一中央鏤空區，且至少具有第一邊框。凸塊區自第一邊框朝中央鏤空區突出，且設置至少一開孔。凸塊區於一連接側邊連接於第一邊框。第一連結區則於該連接側邊之其中一端連接凸塊區及第一邊框，且分別具有第一側邊、第二側邊及第三側邊。第一側邊延續自連接側邊，第二側邊橫切地自第一側邊與連接側邊之交界處朝向中央鏤空區伸出，且第三側邊之兩端分別連接第一側邊及第二側邊遠離連接側邊之端點。

Description

金屬遮罩結構
本發明係關於一種金屬遮罩結構。具體而言，本發明係關於一種具有凸塊區之金屬遮罩結構。
為了製作具有預定圖樣之各種裝置或組件，精密金屬遮罩(Fine Metal Mask, FMM)可具有各種態樣。其中，為了在電子裝置上設置小型功能區塊，例如但不限於在智慧型手機上設置攝像鏡頭或麥克風等，需要配置對應的精密金屬遮罩。然而，針對此類小型功能區塊，具有全蝕孔洞之精密金屬遮罩之部分之面積若過小或其支持結構不佳，則容易產生整體或局部之翹曲、凹折或折傷等缺陷。承上，此類缺陷使得製作電子裝置之精度進一步降低。因此，需要開發能夠精確地用於製備電子裝置之小型功能區塊，且具有預定穩固性及可靠性之金屬遮罩結構。
解決問題之技術手段
為解決上述問題，根據本發明之一實施例提出一種金屬遮罩結構，其包含：外框架，圍繞界定一中央鏤空區，且至少具有第一邊框；凸塊區，自第一邊框朝中央鏤空區突出，且設置至少一開孔，其中，凸塊區於一連接側邊連接於第一邊框；以及第一連結區，於連接側邊之其中一端連接凸塊區及第一邊框，且分別具有第一側邊、第二側邊及第三側邊。其中，第一側邊延續自連接側邊，第二側邊橫切地自第一側邊與連接側邊之交界處朝向中央鏤空區伸出，且第三側邊之兩端分別連接第一側邊及第二側邊遠離連接側邊之端點。
對照先前技術之功效
依據本發明之各實施例所提供之金屬遮罩結構，可減少或避免設置有一或多個開孔之金屬遮罩結構之局部凸塊區所受到之應力。藉此，可減少或避免金屬遮罩結構之凸塊區整體或局部之翹曲、凹折或折傷，從而進一步減少或避免使用金屬遮罩結構製備預定圖樣時產生偏差。承上所述，根據本發明之各實施例所提供之金屬遮罩結構，可進一步提升製備局部較小區塊時之預定圖樣的精確度。因此，可藉由加強所使用之金屬遮罩結構之可靠度及穩固度，從而改善所製備之電子裝置或組件之品質。
下文中將描述各種實施例，且所屬技術領域中具有通常知識者在參照說明搭配圖式下，應可輕易理解本發明之精神與原則。然而，雖然在文中會具體說明一些特定實施例，這些實施例僅作為例示性，且於各方面而言皆非視為限制性或窮盡性意義。因此，對於所屬技術領域中具有通常知識者而言，在不脫離本發明之精神與原則下，對於本發明之各種變化及修改應為顯而易見且可輕易達成的。
圖1係為根據本發明之一實施例之金屬遮罩結構10，且該金屬遮罩結構10可至少包含：外框架100、凸塊區200、以及連結外框架100及凸塊區200之第一連結區300。根據一些實施例，外框架100、凸塊區200及第一連結區300可以一板材15製成。例如，該板材15可為一殷瓦(invar)合金，且板材15可具有厚度為20-100 µm。亦即，根據本實施例，金屬遮罩結構10在方向D3上可具有厚度為約20-100 µm。然而，上述製作金屬遮罩結構10之板材15之材料及厚度皆僅為示例，且本發明之其他實施例皆不限於此。
承上，根據本發明之各實施例，外框架100可至少圍繞界定完全中空之一中央鏤空區105。例如，根據本實施例，外框架100可具有第一邊框110、第二邊框120、第三邊框130、及第四邊框140，且藉此圍繞界定一個中央鏤空區105。具體而言，根據本實施例，外框架100可具有沿著方向D2延伸之第一邊框110及第二邊框120、以及沿著方向D1延伸之第三邊框130及第四邊框140。承上所述，在此實施例中，外框架100可以類似四邊矩形之形式圍繞界定一個中央鏤空區105。然而，根據其他實施例，外框架100亦可能以其他數量側邊之其他形狀，或甚至是不規則形狀之形式來圍繞界定中央鏤空區105，且中央鏤空區105之數量亦可能為複數個。例如，外框架100亦可僅包含第一邊框110以類似圓形或橢圓形之形式圍繞界定中央鏤空區105。又或是，外框架100可形成為網格狀且因而圍繞界定複數個中央鏤空區105以矩陣形式排列。承上，所屬技術領域中具有通常知識者在參照本文下，應可相對應的推導此些變化，且在本文中將不再贅述。
如上所述，根據本發明之各實施例，基於中央鏤空區105之數量、形狀及態樣，外框架100圍繞界定中央鏤空區105之部分可至少具有界定至少一中央鏤空區105之第一邊框110。
接著，連同圖1參照放大圖1之區域R之圖2，根據本實施例，可具有相對面積較小之凸塊區200自第一邊框110朝中央鏤空區105突出。舉例而言，根據一些實施例，凸塊區200之面積A2可小於中央鏤空區105之面積A1。其中，根據本實施例，凸塊區200中可依據預定圖樣設置至少一開孔H，以用於在後續製程中配置裝置或組件之預定圖樣。承上，所述具有預定圖樣之開孔H之金屬遮罩結構10可利用例如母材準備、壓膜、曝光、顯影、固烤、蝕刻、去光阻等化學濕式蝕刻法之程序來製備。然而，上述僅為示例，且根據不同實施例可不限於此。例如，可利用電鑄法之程序來製備具有預定圖樣之開孔H之金屬遮罩結構10，且在此將不再贅述。
承上所述，設置一或多個開孔H於凸塊區200中，且在凸塊區200之面積A2較小之情況下，可能會非預期地減少了凸塊區200之穩固度及可靠性。特別是，在配置用於蒸鍍預定圖樣於預設裝置或組件上之情況下，該至少一開孔H可能為一全蝕開孔，且穿透板材15之厚度而形成，且因此使得凸塊區200之結構變得更為單薄脆弱。承上，根據此種金屬遮罩結構10之態樣，凸塊區200僅於端點E1與端點F1之間之連接側邊250連接於第一邊框110。亦即，凸塊區200可僅局部地對應於第一邊框110之一部分設置，且因此相對受到第一邊框110支持的支撐力較少，而使得整體凸塊區200更不穩固，或者是容易非預期地集中應力於凸塊區200交接第一邊框110之連接側邊250上。例如，根據一些實施例，端點E1以及端點F1處特別容易非預期地集中應力，且可能從而產生相對應之缺陷。
為解決此問題，根據本實施例，可進一步具有至少一第一連結區300於連接側邊250之其中一端之端點E1連接凸塊區200及第一邊框110。詳細而言，第一連結區300可分別具有第一側邊310、第二側邊320及第三側邊330。承上，第一側邊310延續自連接側邊250，且為第一連結區300與第一邊框110之連接交界。另外，第二側邊320可橫切地自第一側邊310與連接側邊250之交界處 (亦即，端點E1) 朝向中央鏤空區105伸出，且為第一連結區300與凸塊區200之連接交界。承上，第三側邊330之兩端(亦即端點E2、E3)可分別連接第一側邊310及第二側邊320遠離連接側邊250之端點。藉此，可以第一側邊310、第二側邊320及第三側邊330包圍界定所述第一連結區300。承上述，根據本實施例，藉由設置第一連結區300，可進一步加強穩固凸塊區200，且減少或避免應力集中在凸塊區200與第一邊框110之轉角連接處(亦即端點E1)。因此，可減少或避免自第一邊框110伸出之凸塊區200受到應力而非預期地翹曲、凹折或折傷，從而加強整體金屬遮罩結構10之可靠性及精確度。
根據一些實施例，凸塊區200可對應於電子裝置或組件之局部小區塊之功能區域。例如，凸塊區200可用於蒸鍍製作手機上之屏下攝像鏡頭或麥克風等區塊。因此，根據本發明之實施例，可進一步提升使用金屬遮罩結構10來製備此些區塊時之精確度及品質。然而，根據本發明之各實施例，凸塊區200可對應適用製備之功能區塊不限於此，且可有各種應用態樣。
另外，根據本發明之一些實施例，除了設置有開孔H之凸塊區200之較脆弱金屬遮罩結構10以外，第一連結區300亦可類似的設置在未設置有開孔之凸塊區之金屬遮罩結構上。例如，根據本發明之各實施例之第一連結區300亦可相對應地應用在支撐式金屬遮罩(Fine Cover Mask, FCM)上，以針對原本就較穩固之結構進一步強化，從而改善其張網或支撐之能力。承上，其相對應的設置及變化應可在參照本發明說明書下推衍，且在本文中將不再贅述。
進一步，根據本發明之一些實施例，可僅設置第一連結區300。然而，根據本實施例，可設置與第一連結區300對應對稱之第二連結區400。詳言之，參照圖2，第二連結區400可於連接側邊250之另一端端點F1連接凸塊區200及第一邊框110，且分別具有第四側邊410、第五側邊420及第六側邊430。其中，類似於上述第一側邊310、第二側邊320、第三側邊330，第四側邊410可延續自連接側邊250，而第五側邊420橫切地自第四側邊410與連接側邊250之交界處(亦即，端點F1)朝向中央鏤空區105伸出，且第六側邊430之兩端分別連接第四側邊410及第五側邊420遠離連接側邊250之端點(亦即，端點F2、端點F3)。承上，藉由設置第二連結區400，可進一步加強穩固凸塊區200，且減少或避免應力集中在凸塊區200與第一邊框110之轉角連接處(亦即端點F1)。因此，可減少或避免自第一邊框110伸出之凸塊區200受到應力而非預期地翹曲、凹折或折傷，從而加強整體金屬遮罩結構10之可靠性及精確度。此些內容皆相同或類似於第一連結區300，且因此下文中將以第一連結區300進行詳細地說明，而對第二連結區400將不再贅述。
承上所述，進一步參照圖2之第一連結區300之放大示意圖的圖3，從金屬遮罩結構10之正面S1觀察，第一連結區300可為第一側邊310、第二側邊320及第三側邊330所包圍界定之區塊，且根據一些實施例可具有大致輪廓為三角形之形狀，但不限於此。承上，根據本實施例，第一連結區300之面積A3可為凸塊區200之面積A2之0.5%~20%。例如，第一連結區300之面積A3可為凸塊區200之面積A2之0.5%~10%。基於此範疇，第一連結區300可大幅度地緩解或分散應力，從而避免應力集中在凸塊區200或其周遭而造成凸塊區200本身以及交界第一邊框110處之結構之整體或局部之翹曲、凹折或折傷。
進一步，為了降低應力集中，根據本實施例，第一側邊310與第三側邊330之夾角θa可小於90度。與此相對，第一邊框110接續自第一側邊310延伸之輪廓線T1與第三側邊330之夾角θd則大於90度。藉此配置，可減少或避免應力集中在端點E2上。類似的，根據本實施例，第二側邊320與第三側邊330之夾角θb可小於90度。與此相對，凸塊區200可基於第二側邊320與第一連結區300交界連接，且凸塊區200接續自第二側邊320延伸之輪廓線C1與第三側邊330之夾角θc可大於90度。藉此配置，可減少或避免應力集中在端點E3上。另外，如上文所詳述，由於藉由中介之第一連結區300與第一邊框110及凸塊區200連接，使得端點E1不會直接承受支承凸塊區200的應力，因此根據此實施例，除了減少或避免應力集中在端點E2及E3外，自然亦可減少或避免應力集中在端點E1上。
如上所述，藉由設置上述設計之第一連結區300，可改善整體應力集中於特定端點例如90度垂直直角之端點上之缺陷，且可從而提升整體設置凸塊區200之穩固度，及使用其製備預定圖樣之裝置或組件時之精準度。
根據一些實施例，凸塊區200除了矩形形狀以外亦可能形成為其他形狀。例如，凸塊區200亦可形成為輪廓線C1沒有明顯轉折之橢圓形或水滴形，且其變化可相對應於上文說明來推衍，且在此將不再贅述。
另外，根據本發明之其他實施例，在減少或避免形成直角、尖角或其他種類之應力集中點下，第三側邊330亦可能並非形成圖3所示之直線狀。例如，參照圖4之一實施例，第三側邊330’可為一曲線。進一步，根據一些實施例，該曲線之曲率中心O可位於第三側邊330’背向第一連結區300’之一側。藉此，可進一步以更平緩的曲率變化來轉渡容易集中應力之端點E2、E3，且可增進整體第三側邊330’之穩固度而減少或避免應力集中在端點E2、E3及第三側邊330’上。然而，此處所示之具有固定曲率中心O及曲率之第三側邊330’僅為示例，且根據其他實施例，第三側邊之曲線亦可能具有變化的曲率及曲率中心，且為不規則的弧形。承上，所屬技術領域中具有通常知識者應明瞭，根據本發明之其他實施例之第三側邊之曲線，並不限於此處所具體繪示之態樣。
進一步，參照圖5，根據又一些實施例，第一連結區300”亦可能具有第三側邊330”蜿蜒地延伸。例如，第三側邊330”可為一波浪線。因此，可進一步避免應力集中在第三側邊330”上，且可藉由蜿蜒地延伸的第三側邊330”來分散應力，從而增加了第一連結區300”之邊緣之穩固性及可靠性。
接下來，將參照圖6示出一些基於圖3之態樣形式以不同面積比例配置第一連結區300之實例。
承上，參照圖6，(a)部分顯示以相對於凸塊區200，第一連結區300之面積為0.35%之比例配置之金屬遮罩結構20之實例照片；(b)部分顯示以相對於凸塊區200，第一連結區300之面積為0.56%之比例配置之金屬遮罩結構30之實例照片；(c)部分顯示以相對於凸塊區200，第一連結區300之面積為1.34%之比例配置之金屬遮罩結構40之實例照片；(d)部分顯示以相對於凸塊區200，第一連結區300之面積為3.02%之比例配置之金屬遮罩結構50之實例照片；(e)部分顯示以相對於凸塊區200，第一連結區300之面積為5.37%之比例配置之金屬遮罩結構60之實例照片。承上所述，(a)部分所示之金屬遮罩結構20於顯微放大下可明確發現整體或局部之翹曲、凹折或折傷的存在，且相較於未設置第一連結區300無太大改善，而(b)部分所示之金屬遮罩結構30、(c)部分所示之金屬遮罩結構40、(d)部分所示之金屬遮罩結構50、及(e)部分所示之金屬遮罩結構60，相較於未設置第一連結區300則可顯著地減少整體或局部之翹曲、凹折或折傷之缺陷。
綜上所述，根據本發明之各實施例所提供之金屬遮罩結構，可藉由設置導圓角(R角)或增加導圓角(R角)之面積，而顯著地降低局部凸出之凸塊區由於應力集中所造成之變化及缺陷。例如，可減少或避免金屬遮罩結構之折傷之產生，且可減少或避免凹折或翹曲缺陷，或至少降低凹折或翹曲之下垂或上翹量(高度偏差量)。因此，根據本發明之各實施例所提供之金屬遮罩結構，可進一步提升整體金屬遮罩結構之平坦度及支撐性，改善及加強金屬遮罩結構之穩固度及可靠性，且可從而改善運用其製備具有預定圖樣之裝置或組件時的精準度。
上文中所述僅為本發明之一些較佳實施例。應注意的是，在不脫離本發明之精神與原則下，本發明可進行各種變化及修改。所屬技術領域中具有通常知識者應明瞭的是，本發明由所附申請專利範圍所界定，且在符合本發明之意旨下，各種可能置換、組合、修飾及轉用等變化皆不超出本發明由所附申請專利範圍所界定之範疇。
10、20、30、40、50、60:金屬遮罩結構 15:板材 100:外框架 105:中央鏤空區 110:第一邊框 120:第二邊框 130:第三邊框 140:第四邊框 200:凸塊區 250:連接側邊 300、300’、300”:第一連結區 310:第一側邊 320:第二側邊 330、330’、330”:第三側邊 400:第二連結區 410:第四側邊 420:第五側邊 430:第六側邊 A1、A2、A3:面積 C1:輪廓線 D1、D2、D3:方向 E1、E2、E3:端點 F1、F2、F3:端點 H:開孔 O:曲率中心 R:區域 S1:正面 T1:輪廓線 θa、θb、θc、θd:夾角
圖1係為根據本發明之一實施例之具有凸塊區及連結區之金屬遮罩結構之俯視示意圖。
圖2係為根據本發明之一實施例之圖1之區域R之放大示意圖。
圖3係為根據本發明之一實施例之第一連結區之放大示意圖。
圖4係為根據本發明之另一實施例之第一連結區之放大示意圖。
圖5係為根據本發明之再一實施例之第一連結區之放大示意圖。
圖6係為根據一些實例之第一連結區相對於凸塊區之面積比例變化之不同態樣的成品照片之示意圖。
無
10:金屬遮罩結構
15:板材
100:外框架
105:中央鏤空區
110:第一邊框
120:第二邊框
130:第三邊框
140:第四邊框
200:凸塊區
300:第一連結區
400:第二連結區
A1、A2:面積
D1、D2、D3:方向
R:區域
S1:正面

Claims (14)

  1. 一種金屬遮罩結構，其包含： 一外框架，圍繞界定一中央鏤空區，且至少具有一第一邊框； 一凸塊區，自該第一邊框朝該中央鏤空區突出，且設置至少一開孔，其中，該凸塊區於一連接側邊連接於該第一邊框；以及 一第一連結區，於該連接側邊之其中一端連接該凸塊區及該第一邊框，且分別具有一第一側邊、一第二側邊及一第三側邊， 其中，該第一側邊延續自該連接側邊，該第二側邊橫切地自該第一側邊與該連接側邊之交界處朝向該中央鏤空區伸出，且該第三側邊之兩端分別連接該第一側邊及該第二側邊遠離該連接側邊之端點。
  2. 如請求項1所述之金屬遮罩結構，其進一步包含一第二連結區，該第二連結區於該連接側邊之另一端連接該凸塊區及該第一邊框，且分別具有一第四側邊、一第五側邊及一第六側邊，且 其中，該第四側邊延續自該連接側邊，該第五側邊橫切地自該第四側邊與該連接側邊之交界處朝向該中央鏤空區伸出，且該第六側邊之兩端分別連接該第四側邊及該第五側邊遠離該連接側邊之端點。
  3. 如請求項1所述之金屬遮罩結構，其中，該第三側邊係為一曲線。
  4. 如請求項3所述之金屬遮罩結構，其中，該曲線之曲率中心位於該第三側邊背向該第一連結區之一側。
  5. 如請求項1所述之金屬遮罩結構，其中，該第三側邊係為一波浪線。
  6. 如請求項1所述之金屬遮罩結構，其中，該第一連結區之面積為該凸塊區面積之0.5%~20%。
  7. 如請求項6所述之金屬遮罩結構，其中，該第一連結區之面積為該凸塊區面積之0.5%~10%。
  8. 如請求項1所述之金屬遮罩結構，其中，該第一側邊與該第三側邊之夾角小於90度。
  9. 如請求項1所述之金屬遮罩結構，其中，該第二側邊與該第三側邊之夾角小於90度。
  10. 如請求項1所述之金屬遮罩結構，其中，該凸塊區基於該第二側邊與該第一連結區交界連接，且該凸塊區接續自該第二側邊延伸之輪廓線與該第三側邊之夾角大於90度。
  11. 如請求項1所述之金屬遮罩結構，其中，該第一邊框接續自該第一側邊延伸之輪廓線與該第三側邊之夾角大於90度。
  12. 如請求項1所述之金屬遮罩結構，其中，該外框架、該凸塊區及該第一連結區係以一板材製成，且該板材具有厚度為20-100 µm。
  13. 如請求項1所述之金屬遮罩結構，其中，該至少一開孔係為一全蝕開孔。
  14. 如請求項1所述之金屬遮罩結構，其中，該凸塊區之面積小於該中央鏤空區之面積。
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