專利名稱：用鎳鐵合金制備的蒸鍍用金屬掩模板的制作方法
技術領域：
本發明屬于半導體元件技術領域，涉及一種金屬掩模板，尤其涉及一種用鎳鐵合金制備的蒸鍍用金屬掩模板。
背景技術：
因瓦合金的發現，引起了世界各國科學家的重視和研究，使得因瓦合金無論是從種類還是從性能和應用上都得到了極大的提高。如1927年日本增本量首先研制出Fe—Ni—Co和Fe—Ni—Cr因瓦合金，1937年德國A..Kussmann研制出Fe—Pt和Fe—Pd因瓦合金等；我國在五、六十年代也研制出4J32和4J36因瓦合金；經過將70年的發展，直到20世紀70年代，美國Inco公司研制出Incoloy903合金，才使低膨脹合金進入了高溫用途領域，到80年代末期，才形成了現代低膨脹超合金系列。作為低膨脹合金都要求組織穩定性，一般要求在_60°C _70°C下不發生馬氏體相變。因為一發生這種相變，合金的膨脹系數會發生突變，導致應用出現故障，這是不允許的。可貴的是，FeNi36因瓦合金和FeNi32Co4超因瓦合金，在_273°C下也能保持組織穩定性，因而至今廣泛應用的只有因瓦合金和超因瓦合金，近幾年來在改進它們的質量，擴大使用范圍，科學家們做了大量的研究工作，經過100多年的發展，因瓦合金仍然是被廣泛應用的經久不衰的優質材料。在因瓦合金問世的一百多年以來，取其低膨脹系數低這一特征的應用領域迅速擴大。隨著因瓦合金不斷應用于人造衛星、激光、環形激光陀螺儀和其他先進的高科技產品，有力地表明這些古老的材料正在幫助現代科學向更高水平邁進。當含有32% 36%的鎳合金具有很低的線膨脹系數，一般平均膨脹系數為a=1.5X10_6°C -1，當含Ni量達到36%時，即因瓦合 金鎳含量，熱膨脹系數最低，達到azl.SXlO+CT1，從而可獲得低到接近零值甚至負值的熱膨脹系數。且在室溫_80°C +100°C時均不發生變化。絕大多數的金屬和合金都是在受熱時體積膨脹，冷卻時體積收縮，但因瓦合金由于它的鐵磁性，在一定的溫度范圍內，具有因瓦效應的反常熱膨脹，其膨脹系數極低，有時甚至為零或負值。正因為因瓦合金具有低熱膨脹系數，其在OLED制造領域中廣泛應用，是蒸鍍用掩模板的首選材料之一。但同時因瓦合金都是采用熔煉的方法獲得的，耗能聞，技術要求聞，因而價格也是相當聞，單塊價格聞達1000兀以上。有鑒于此，有必要設計一種制作成本更低，開口精度更高的蒸鍍用掩模板。
發明內容
本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種用鎳鐵合金制備的蒸鍍用金屬掩模板，板面光亮度較高，板面質量好，并且較因瓦合金制作的掩模板成本低，節約成本。根據本發明實施例的一種用鎳鐵合金制備的蒸鍍用金屬掩模板，所述金屬掩模板為采用電鑄工藝制作的鎳鐵合金材料的掩模板；所述鎳鐵合金材料包括鎳和鐵兩種元素，其鐵元素的含量為40% 70%，鎳元素的含量為30% 60%。優選地，金屬掩模板的厚度在30 100 μ m的范圍內。 優選地，所述金屬掩模板具有開口圖形區域。優選地，所述鎳鐵合金掩模板包括鎳鐵合金鍍層，鎳鐵合金鍍層的均勻性COV在5% 10%。所述鎳鐵合金鍍層表面光亮度為2級光亮。優選地，所述鎳鐵合金鍍層的制備方法為:采用電鑄方法，以硫酸鹽體系作為電鑄液，金屬陰陽極置于電鑄液中，并在陰極沉積鎳鐵合金；所述電鑄液具體包括:180 260g/L的硫酸鎳、30 50g/L的氯化鎳、40 50 g/L的硼酸、15 45g /L的硫酸亞鐵。
進一步地,所述電鑄液包括如下添加劑:0.5 lml/L的穩定劑、0.5 lml/L的潤濕劑、I 5ml/L的走位劑。進一步地，所述制備方法的具體電鑄工藝參數如下:pH值為3.4 3.8 ;溫度為40 45°C ;陰極電流密度值為I 3A/dm2。進一步地，所述制備方法具體包括如下步驟:按照所述電鑄液配方配制好所需的電鑄鎳鐵溶液，將之循環攪拌均勻，加熱到所需的溫度；選取鏡面光亮、表面無劃痕的
1.8_或2.0mm厚的芯模，進行前處理工藝，包括化學除油、酸洗、噴砂、超聲浸洗；電鑄前，先進行活化處理，增加鍍層與芯模間的結合力，控制好活化時間，使之既不容易脫落，也易剝離；電鑄時，輔助條件包括能改善鍍層均勻性的陽極擋板，用來減少針孔的震動和攪拌，減輕鍍層邊緣效應的循環時間和循環間隔時間以及流量的組合；調整好添加劑的比例和含量，使之表面質量良好；控制好電鑄參數，包括溫度、pH、電流密度、Fe2+/Ni2+的濃度比等，是電鑄出來的材料鍍層的鐵含量達到上述要求。在本發明的較佳實施例中，本發明蒸鍍用掩模板與因瓦合金板物理性能類似，板面光亮度較高，均勻性高，板面質量好，并且較因瓦合金制作的掩模板成本低，節約成本。同時，本發明掩模板的線性熱膨脹系數小，滿足蒸鍍要求；此外，本發明掩模板具有高硬度、高磁性的特性。本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
圖1為根據本發明一個實施例的鎳鐵合金材料制備方法的流程圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。本發明揭示一種用鎳鐵合金制備的蒸鍍用金屬掩模板，所述金屬掩模板為采用電鑄工藝制作的鎳鐵合金材料的掩模板；所述鎳鐵合金材料由鎳和鐵兩種元素組成，其鐵元素的含量為40% 55%，鎳元素的含量為45% 60%。加工時，金屬掩模板的厚度在30 100 μ m的范圍內；此外,所述金屬掩模板具有開口圖形區域。所述鎳鐵合金掩模板包括鎳鐵合金鍍層，鎳鐵合金鍍層的均勻性COV在5% 10%，所述鎳鐵合金鍍層表面光亮度為2級光亮。在本發明的一個實施例中，所述鎳鐵合金材料的制備方法為:采用電鑄方法，以硫酸鹽體系作為電鑄液，金屬陰陽極置于電鑄液中，并在陰極沉積鎳鐵合金；所述電鑄液具體包括:180 260g/L的硫酸鎳、30 50g/L的氯 化鎳、40 50g/L的硼酸、15 45g/L的硫酸亞鐵。優選地，所述電鑄液包括如下添加劑:0.5 lml/L的穩定劑、0.5 lml/L的潤濕劑、I 5ml/L的走位劑。所述制備方法的具體電鑄工藝參數如下:pH值為3.4 3.8 ;溫度為40 45°C ;陰極電流密度值為I 3A/dm2 ;鍍速為10 30 μ m/h。請參閱圖1，具體地，所述制備方法具體包括如下步驟:按照所述電鑄液配方配制好所需的電鑄鎳鐵溶液，將之循環攪拌均勻，加熱到所需的溫度；選取鏡面光亮、表面無劃痕的1.8mm或2.0mm厚的芯模，進行前處理工藝，包括化學除油、酸洗、噴砂、超聲浸洗；電鑄前，先進行活化處理，增加鍍層與芯模間的結合力，控制好活化時間，使之既不容易脫落，也易剝離；電鑄時，輔助條件包括能改善鍍層均勻性的陽極擋板，用來減少針孔的震動和攪拌，減輕鍍層邊緣效應的循環時間和循環間隔時間以及流量的組合；調整好添加劑的比例和含量，使之表面質量良好；控制好電鑄參數，包括溫度、pH、電流密度、Fe2VNi2+的濃度比等，是電鑄出來的材料鍍層的鐵含量達到上述要求。本發明金屬掩模板應用于OLED制作工藝，是蒸鍍有機材料于ITO基板上所要用到的模板，該工藝要求掩模板具有一定的磁性和硬度，并且為了防止隨著蒸鍍室溫度的升高，掩模板產生位置偏差，故該種掩模板應具有盡可能低的熱膨脹系數。目前，傳統工藝一般采用化學蝕刻的方法直接在因瓦合金上蝕刻出能滿足蒸鍍工藝的開口圖形，但其存在一定的缺點:不利于脫膜，開口精度差等。該種蒸鍍用掩模板采用電鑄工藝，配套相應的電鑄液配方，可以制備出鐵含量在40 55%范圍內的蒸鍍用掩模板，其余為鎳。本發明掩模板較傳統電鑄純鎳掩模板而言，加入了鐵元素，從而提高了掩模板的硬度及磁性，并且在該范圍內，鐵含量越高，掩模板的熱膨脹系數越低，應用于蒸鍍工藝過程時，有機材料的蒸鍍位置進度越高。蒸鍍用電鑄鎳鐵合金掩模板開口精度高，同時產品組分能滿足蒸鍍要求，產品厚度也能控制在較低范圍內。電鑄鎳鐵合金蒸鍍用金屬掩模板，在保證滿足蒸鍍要求的條件下，節約了產品成本。在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由權利要求及其等同物限定。
權利要求
1.一種用鎳鐵合金制備的蒸鍍用金屬掩模板，其特征在于，所述金屬掩模板為采用電鑄工藝制作的鎳鐵合金材料的掩模板；所述鎳鐵合金材料包括鎳和鐵兩種元素，其鐵元素的含量為40% 70%。
2.根據權利要求1所述的金屬掩模板，其特征在于，鎳兀素的含量為30% 60%。
3.根據權利要求1所述的金屬掩模板，其特征在于，金屬掩模板的厚度在30 100μ m的范圍內。
4.根據權利要求1所述的金屬掩模板，其特征在于，所述金屬掩模板具有開口圖形區域。
5.根據權利要求1所述的金屬掩模板，其特征在于，所述鎳鐵合金掩模板包括鎳鐵合金鍍層，鎳鐵合金鍍層的均勻性COV在5% 10%。
6.根據權利要求5所述的金屬掩模板,其特征在于，所述鎳鐵合金鍍層表面光亮度為2級光売。
7.根據權利要求1所述的金屬掩模板，其特征在于，所述鎳鐵合金鍍層的制備方法為:采用電鑄方法，以硫酸鹽體系作為電鑄液，金屬陰陽極置于電鑄液中，并在陰極沉積鎳鐵合金； 所述電鑄液具體包括:180 260g/L的硫酸鎳、30 50g/L的氯化鎳、40 50g/L的硼酸、15 45g/L的硫酸亞鐵。
8.根據權利要求7所述的金屬掩模板，其特征在于，所述電鑄液包括如下添加劑:0.5 lml/L的穩定劑、0.5 lml/L的潤濕劑、I 5ml/L的走位劑。
9.根據權利要求7所述的金屬掩模板，其特征在于，所述制備方法的具體電鑄工藝參數如下:pH值為3.4 3.8 ;溫度為40 45°C ;陰極電流密度值為I 3A/dm2。
10.根據權利要求7所述的金屬掩模板，其特征在于，所述制備方法具體包括如下步驟: 按照所述電鑄液配方配制好所需的電鑄鎳鐵溶液，將之循環攪拌均勻，加熱到所需的溫度; 選取鏡面光亮、表面無劃痕的1.8_或2.0mm厚的芯模，進行前處理工藝，包括化學除油、酸洗、噴砂、超聲浸洗； 電鑄前，先進行活化處理，增加鍍層與芯模間的結合力，控制好活化時間，使之既不容易脫落，也易剝離； 電鑄時，輔助條件包括能改善鍍層均勻性的陽極擋板，用來減少針孔的震動和攪拌，減輕鍍層邊緣效應的循環時間和循環間隔時間以及流量的組合； 調整好添加劑的比例和含量,使之表面質量良好； 控制好電鑄參數，包括溫度、pH、電流密度、Fe2VNi2+的濃度比等，是電鑄出來的材料鍍層的鐵含量達到上述要求。
11.根據權 利要求7所述的金屬掩模板，其特征在于，所述制備方法具體如下: 芯模前處理一貼膜一曝光一顯影一電鑄鎳鐵合金鍍層一脫膜一剝離一鍍層后處理。
全文摘要
本發明公開了一種用鎳鐵合金制備的蒸鍍用金屬掩模板，所述金屬掩模板為采用電鑄工藝制作的鎳鐵合金材料的掩模板；所述鎳鐵合金材料包括鎳和鐵兩種元素，其鐵元素的含量為40%～70%，鎳元素的含量為30%～60%。本發明蒸鍍用掩模板與因瓦合金板物理性能類似，板面光亮度較高，均勻性高，板面質量好，并且較因瓦合金制作的掩模板成本低，節約成本。同時，本發明掩模板的線性熱膨脹系數小，滿足蒸鍍要求；此外，本發明掩模板具有高硬度、高磁性的特性。
文檔編號C25D3/56GK103205680SQ20121001069
公開日2013年7月17日 申請日期2012年1月16日 優先權日2012年1月16日
發明者魏志凌, 高小平 申請人:昆山允升吉光電科技有限公司