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(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于半導(dǎo)體元件技術(shù)領(lǐng)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(shù)：
因瓦合金的發(fā)現(xiàn)，引起了世界各國科學(xué)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(yīng)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(jīng)過將70年的發(fā)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(lǐng)域，到80年代末期，才形成了現(xiàn)代低膨脹超合金系列。作為低膨脹合金都要求組織穩(wěn)定性，一般要求在_60°C _70°C下不發(fā)生馬氏體相變。因為一發(fā)生這種相變，合金的膨脹系數(shù)會發(fā)生突變，導(dǎo)致應(yīng)用出現(xiàn)故障，這是不允許的。可貴的是，F(xiàn)eNi36因瓦合金和FeNi32Co4超因瓦合金，在_273°C下也能保持組織穩(wěn)定性，因而至今廣泛應(yīng)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(zhì)量，擴大使用范圍，科學(xué)家們做了大量的研究工作，經(jīng)過100多年的發(fā)展，因瓦合金仍然是被廣泛應(yīng)用的經(jīng)久不衰的優(yōu)質(zhì)材料。在因瓦合金問世的一百多年以來，取其低膨脹系數(shù)低這一特征的應(yīng)用領(lǐng)域迅速擴大。隨著因瓦合金不斷應(yīng)用于人造衛(wèi)星、激光、環(huán)形激光陀螺儀和其他先進的高科技產(chǎn)品，有力地表明這些古老的材料正在幫助現(xiàn)代科學(xué)向更高水平邁進。當(dāng)含有32% 36%的鎳合金具有很低的線膨脹系數(shù)，一般平均膨脹系數(shù)為a=1.5X10_6°C -1，當(dāng)含Ni量達到36%時，即因瓦合金鎳含量，熱膨脹系數(shù)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(shù)。且在室溫_80°C +100°C時均不發(fā)生變化。絕大多數(shù)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(nèi)，具有因瓦效應(yīng)的反常熱膨脹，其膨脹系數(shù)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(shù)，其在OLED制造領(lǐng)域中廣泛應(yīng)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(shù)要求聞，因而價格也是相當(dāng)聞，單塊價格聞達1000兀以上。有鑒于此，有必要設(shè)計一種制作成本更低，開口精度更高的蒸鍍用掩模板。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)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(zhì)量好，并且較因瓦合金制作的掩模板成本低，節(jié)約成本。根據(jù)本發(fā)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% 55%，鎳元素的含量為45% 60%。優(yōu)選地，金屬掩模板的厚度在30 100 μ m的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，所述金屬掩模板具有開口圖形區(qū)域。優(yōu)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(yōu)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 200g/L的硫酸鎳、30 50g/L的氯化鎳、40 50 g/L的硼酸、14 17g /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(wěn)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(shù)如下:pH值為3.4 3.8 ;溫度為40 45°C ;陰極電流密度值為1 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(huán)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(xué)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(jié)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(yīng)的循環(huán)時間和循環(huán)間隔時間以及流量的組合；調(diào)整好添加劑的比例和含量，使之表面質(zhì)量良好；控制好電鑄參數(shù)，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(fā)明的較佳實施例中，本發(fā)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(zhì)量好，并且較因瓦合金制作的掩模板成本低，節(jié)約成本。同時，本發(fā)明掩模板的線性熱膨脹系數(shù)小，滿足蒸鍍要求；此外，本發(fā)明掩模板具有高硬度、高磁性的特性。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)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(fā)明的實踐了解到。


本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)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(jù)本發(fā)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(fā)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(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。本發(fā)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(nèi)；此外，所述金屬掩模板具有開口圖形區(qū)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(fā)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 200g/L的硫酸鎳、30 50g/L的氯化鎳、40 50g/L的硼酸、14 17g/L的硫酸亞鐵。優(yōu)選地，所述電鑄液包括如下添加劑:0.5 lml/L的穩(wěn)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(shù)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(huán)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(xué)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(jié)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(yīng)的循環(huán)時間和循環(huán)間隔時間以及流量的組合；調(diào)整好添加劑的比例和含量，使之表面質(zhì)量良好；控制好電鑄參數(shù)，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(fā)明金屬掩模板應(yīng)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(chǎn)生位置偏差，故該種掩模板應(yīng)具有盡可能低的熱膨脹系數(shù)。目前，傳統(tǒng)工藝一般采用化學(xué)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(yīng)的電鑄液配方，可以制備出鐵含量在40 55%范圍內(nèi)的蒸鍍用掩模板，其余為鎳。本發(fā)明掩模板較傳統(tǒng)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(nèi)，鐵含量越高，掩模板的熱膨脹系數(shù)越低，應(yīng)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(chǎn)品組分能滿足蒸鍍要求，產(chǎn)品厚度也能控制在較低范圍內(nèi)。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(jié)約了產(chǎn)品成本。在本說明書的描述中，參考術(shù)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(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)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(jié)構(gòu)、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(jié)合。
盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)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(fā)明的范圍由權(quán)利要求及 其等同 物限定。
權(quán)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% 55%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的金屬掩模板，其特征在于，鎳兀素的含量為45% 60%。
3.根據(jù)權(quán)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(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)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(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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 200g/L的硫酸鎳、30 50g/L的氯化鎳、40 50g/L的硼酸、14 17g/L的硫酸亞鐵。
8.根據(jù)權(quán)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(wěn)定劑、0.5 lml/L的潤濕劑、I 5ml/L的走位劑。
9.根據(jù)權(quán)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(shù)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(jù)權(quán)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(huán)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(xué)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(jié)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(yīng)的循環(huán)時間和循環(huán)間隔時間以及流量的組合； 調(diào)整好添加劑的比例和含量,使之表面質(zhì)量良好； 控制好電鑄參數(shù)，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(jù)權(quán)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(fā)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%～55%，鎳元素的含量為45%～60%。本發(fā)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(zhì)量好，并且較因瓦合金制作的掩模板成本低，節(jié)約成本。同時，本發(fā)明掩模板的線性熱膨脹系數(shù)小，滿足蒸鍍要求；此外，本發(fā)明掩模板具有高硬度、高磁性的特性。
文檔編號C23C14/24GK103205702SQ20121001078
公開日2013年7月17日 申請日期2012年1月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月16日
發(fā)明者魏志凌, 高小平, 潘世彌 申請人:昆山允升吉光電科技有限公司