專利名稱：一種蒸鍍掩模板的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電鑄技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種掩模板的制備方法，尤其涉及一種蒸鍍掩模板的制備方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)今的高精度制造領(lǐng)域，隨著技術(shù)的發(fā)展，具有高磁性的大平面金屬掩模板的需求也隨著增加，如蒸鍍用金屬掩模板。同時(shí)，近年來金屬鎳價(jià)格持續(xù)上升，純鎳的金屬掩模板成本也隨之增加。絕大多數(shù)的金屬和合金都是在受熱時(shí)體積膨脹，冷卻時(shí)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(shí)甚至為零或負(fù)值。因此對(duì)于精度要求很高的蒸鍍用掩模板，因瓦合金是不二選擇。其他材料均會(huì)因?yàn)樵谡翦冞^程中受熱而膨脹影響精度，從而大大影響了產(chǎn)品質(zhì)量。但同時(shí)因瓦合金都是采用熔煉的方法獲得的，耗能高，技術(shù)要求高，因而價(jià)格也是相當(dāng)高。嚴(yán)重限制了因瓦合金的發(fā)展前景。此外，在現(xiàn)今的技術(shù)領(lǐng)域，多數(shù)蒸鍍用掩模板是用蝕刻因瓦合金制作出來的，但通過蝕刻工藝制作的產(chǎn)品開口質(zhì)量不行，如毛刺，呈鋸齒狀。開口精度也達(dá)不到要求。有鑒于此，有必要設(shè)計(jì)一種新型制備蒸鍍掩模板的方法，使得制得的蒸鍍用掩模板開口精度更高，同時(shí)制作成本更低。

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(gè)目的在于提出一種蒸鍍掩模板的制備方法，可減少鎳的使用量，節(jié)省成本，減輕三廢治理負(fù)擔(dān)。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的一種蒸鍍掩模板的制備方法，所述掩模板為米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56% 62% ;所述鎳鐵合金材料的制備方法為:米用電鑄方法，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:220 260g /L的硫酸鎳、30 50g/L的氯化鎳、40 50 g/L的硼酸、21 25g /L的硫酸亞鐵。進(jìn)一步地，鎳元素的含量為38% 44%。進(jìn)一步地，所述金屬陰陽極中陰極板為420、430、304中其中的一種不銹鋼板；所述金屬陰陽極中陽極采用陽極鎳塊。進(jìn)一步地，所述鎳鐵合金材料的制備方法包括如下步驟:芯模前處理步驟；貼膜步驟；曝光步驟；顯影步驟；活化步驟；水洗步驟；電鑄步驟；回收水洗步驟；水洗步驟；脫膜步驟；水洗步驟；烘干步驟。進(jìn)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。所述制備方法的具體電鑄工藝參數(shù)如下:pH值為3.0 3.4 ;溫度為35 40°C ;陰極電流密度值為I 3A/dm2。進(jìn)一步地，所述鎳鐵合金材料的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(jìn)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(jìn)行活化處理，增加鍍層與芯模間的結(jié)合力，控制好活化時(shí)間，使之既不容易脫落，也易剝離；電鑄時(shí)，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(dòng)和攪拌，減輕鍍層邊緣效應(yīng)的循環(huán)時(shí)間和循環(huán)間隔時(shí)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(dá)到上述要求。在本發(fā)明的較佳實(shí)施例中，本發(fā)明使用電鑄工藝來代替蝕刻工藝，得到的產(chǎn)品開口質(zhì)量好，光滑、無毛刺，精度高；該工藝減少鎳的使用量，節(jié)省成本，減輕三廢治理負(fù)擔(dān)；該工藝可得到鐵含量在56% 62%范圍的合金鍍層，即能夠得到不同磁性能的大平面金屬掩模鍍層。本發(fā)明以廉價(jià)的鐵代替部分鎳，可節(jié)省鎳約56% 62%，大大節(jié)約成本。溶液鎳含量較光亮鎳溶液低，減少了因芯模帶走的溶液。將有害的鐵雜質(zhì)轉(zhuǎn)換為有用的鍍層成分，對(duì)鍍液的管理更加方便。鍍液穩(wěn)定性很好，降低了三廢處理的負(fù)擔(dān)；鍍層不添加光亮劑，表面依然具有較好的光亮飽滿度，同樣節(jié)約成本。本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點(diǎn)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(shí)踐了解到。



本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點(diǎn)從結(jié)合下面附圖對(duì)實(shí)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(gè)實(shí)施例的鎳鐵合金材料制備方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)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(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。本發(fā)明揭示一種蒸鍍掩模板的制備方法，所述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56% 62%，鎳元素的含量為38% 44%。

加工時(shí)，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(jí)光亮。本實(shí)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:220 260g/L的硫酸鎳、30 50g/L的氯化鎳、40 50g/L的硼酸、21 25g/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3.0 3.4 ;溫度為35 40°C;陰極電流密度值為I 3A/dm2 ;鍍速為9 12 μ m/h。請(qǐng)參閱圖1，所述鎳鐵合金材料的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(jìn)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(jìn)行活化處理，增加鍍層與芯模間的結(jié)合力，控制好活化時(shí)間，使之既不容易脫落，也易剝離；電鑄時(shí)，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(dòng)和攪拌，減輕鍍層邊緣效應(yīng)的循環(huán)時(shí)間和循環(huán)間隔時(shí)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(dá)到上述要求。金屬掩模板應(yīng)用于OLED制作工藝，是蒸鍍有機(jī)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(diǎn):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56% 62%范圍內(nèi)的蒸鍍用掩模板，其余為鎳。該種掩模板較傳統(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(shí)，有機(jī)材料的蒸鍍位置進(jìn)度越高。蒸鍍用電鑄鎳鐵合金掩模板開口精度高，同時(shí)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。采用420不銹鋼芯模作為陰極基板，鍍層易于剝離，且芯模的使用壽命較長。這是由于420不銹鋼表面形成了一層具有非晶態(tài)結(jié)構(gòu)的致密的氧化表面膜，與沉積層有著很大的晶相差異，從而形成的合金電鑄層的“不粘合”特性；
在微電鑄領(lǐng)域，離子沿著電場線的分布附著在陰極表面，并進(jìn)行沉積。但由于圖形干膜的不導(dǎo)電性，電場線的分布極不均勻，主要表現(xiàn)在陰極表面邊緣的電流分布線更密集，而中心區(qū)域比較稀疏，從而導(dǎo)致金屬鍍層的均勻性極差。因此在印刷時(shí)，可能出現(xiàn)下錫不良等現(xiàn)象；所以在電鑄槽中加入一個(gè)陽極擋板來提高鍍層均勻性；
溶液中各因素對(duì)電鍍鎳鐵合金中鐵含量的影響關(guān)系為溫度 > 電流密度>pH。Fe2+離子濃度的增大，有利于合金中鐵含量的提高。在溫度為35 50°C范圍內(nèi)，合金中鐵含量隨溫度的升高而降低。隨電流密度的增大合金中鐵含量總體呈上升趨勢(shì)，且上升趨勢(shì)明顯。隨PH的上升，合金中鐵含量反而下降。流量的改變對(duì)合金中成分的變化也是有重要的影響。
在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示意性實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)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(shí)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(duì)這些實(shí)施例進(jìn)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
1.一種蒸鍍掩模板的制備方法，其特征在于，所述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56% 62% ； 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:220 260g/L的硫酸鎳、30 50g/L的氯化鎳、40 50 g/L的硼酸、21 25g/L的硫酸亞鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸鍍掩模板的制備方法，其特征在于，鎳元素的含量為38% 44%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸鍍掩模板的制備方法，其特征在于，所述金屬陰陽極中陰極板為420、430、304中其中的一種不銹鋼板。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸鍍掩模板的制備方法，其特征在于，所述金屬陰陽極中陽極采用陽極鎳塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸鍍掩模板的制備方法，其特征在于，所述鎳鐵合金材料的制備方法包括如下步驟:芯模前處理步驟；貼膜步驟；曝光步驟；顯影步驟；活化步驟；水洗步驟；電鑄步驟；回收水洗步驟；水洗步驟；脫膜步驟；水洗步驟；烘干步驟。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸鍍掩模板的制備方法，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。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸鍍掩模板的制備方法，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3.0 3.4;溫度為35 401:;陰極電流密度值為1 34/(11112。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸鍍掩模板的制備方法，其特征在于，所述鎳鐵合金材料的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(jìn)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(jìn)行活化處理，增加鍍層與芯模間的結(jié)合力，控制好活化時(shí)間，使之既不容易脫落，也易剝離； 電鑄時(shí)，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(dòng)和攪拌，減輕鍍層邊緣效應(yīng)的循環(huán)時(shí)間和循環(huán)間隔時(shí)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(dá)到上述要求。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種蒸鍍掩模板的制備方法，所述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56%～62%；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220～260g/L的硫酸鎳、30～50g/L的氯化鎳、40～50g/L的硼酸、21～25g/L的硫酸亞鐵。本發(fā)明使用電鑄工藝來代替蝕刻工藝，得到的產(chǎn)品開口質(zhì)量好，光滑、無毛刺，精度高；該工藝減少鎳的使用量，節(jié)省成本，減輕三廢治理負(fù)擔(dān)；該工藝可得到鐵含量在56%～62%范圍的合金鍍層，即能夠得到不同磁性能的大平面金屬掩模鍍層。
文檔編號(hào)C23C14/04GK103205784SQ201210010759
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)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 申請(qǐng)人:昆山允升吉光電科技有限公司