專利名稱：一種蒸鍍用金屬掩模板及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電鑄合金共沉積技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及通過電鑄工藝制作的高鐵含量蒸鍍用金屬掩模板及其制備方法。
背景技術(shù)：
因瓦合金通常含有32% 36%的鎳，因瓦合金也叫不脹鋼，其平均膨脹系數(shù)一般為
1.5X 1(T6°C。含鎳在36%時達(dá)到1.8X 1(T8°C，且在_80°C到+100°C時均不發(fā)生變化。含鎳量在一定范圍內(nèi)的增減會引起鐵、鎳合金線膨脹系數(shù)的急劇變化。因此對于精度要求很高的蒸鍍用掩模板，因瓦合金是首選的材料。其他材料均會因?yàn)樵谡翦冞^程中受熱而膨脹影響精度，從而大大影響了廣品質(zhì)量。但同時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，因而價格也是相當(dāng)高。嚴(yán)重限制了因瓦合金發(fā)展前景。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):不利于脫模，開口精度差，孔壁不光滑等，因此急需一種開口質(zhì)量好、精度高 、錐度好的蒸鍍用掩模板及相應(yīng)的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種與因瓦合金鐵含量接近的蒸鍍用掩模板，其成本降低、均勻性高，鍍層板面及開口質(zhì)量好，線性熱膨脹系數(shù)小，滿足蒸鍍要求，同時還需要提供制備該種掩模板的制備方法。(二)技術(shù)方案
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種蒸鍍用金屬掩模板，所述蒸鍍用金屬掩模板的材質(zhì)包括鐵和鎳，其中鐵含量為63% 65%。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述蒸鍍用金屬掩模板的表面光亮度為一級光亮，所述板面均勻性< 5%。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述蒸鍍用金屬掩模板上具有符合蒸鍍要求的開口圖形區(qū)域；所述蒸鍍用金屬掩模板的厚度范圍為20 70 μ m。本發(fā)明還提供了一種上述蒸鍍用金屬掩模板的制備方法，所述方法包括:選擇不銹鋼芯模、水洗、活化、電鑄、脫模操作；所述水洗操作具體包括除油、酸洗、噴砂及超聲浸洗。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述電鑄具體為，以硫酸鹽體系作為電鑄液，金屬陽極為鎳塊，將其置于所述電鑄液中，所述不銹鋼芯模作為陰極板，在陰極板電沉積形成蒸鍍用金屬掩模板；
所述電鑄液的成分范圍為:
硫酸鎳220 260g/L
氯化鎳30 50g/L
硼酸40 50g/L
硫酸亞鐵35 45g/L。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述電鑄液內(nèi)還添加的成分有:
穩(wěn)定劑0.5 lml/L
潤濕劑0.5 lml/L
走位劑I 5ml/L。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述電鑄液: pH 3.0 3.4 溫度 35 40°C
電流密度I 3A/d m2
鍍速9 12 μ m/ho
作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述電鑄液內(nèi)陰極與陽極之間還設(shè)置有與所述陰極板平行的陽極擋板，所述陽極擋板上設(shè)有可供電鑄溶液通過的多個開孔，所述陽極擋板用于控制蒸鍍用金屬掩模板鍍層的均勻性。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述活化操作具體為:活化時間2 5min，活化液濃度I 2mol/L，活化溫度30°C。作為上述技術(shù)方案的優(yōu)選，所述脫模方式為超聲波脫模，具體的，超聲時間I 3min，脫模溫度65°C，脫模液濃度I 2mol/L。(三)有益效果
上述技術(shù)方案所提供的一種蒸鍍用金屬掩模板，所述蒸鍍用金屬掩模板的材質(zhì)包括鐵和鎳，其中鐵含量為63% 65%。本發(fā)明還提供了一種該蒸鍍用金屬掩模板的制備方法。該種蒸鍍用金屬掩模板能夠得到高鐵含量的蒸鍍用金屬掩模板，板面光亮度好，鍍層表面質(zhì)量好；較蝕刻因瓦合金板的成本低，工藝簡單，節(jié)省能源；較蝕刻因瓦合金板的開口精度高，開口質(zhì)量好。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例的蒸鍍用金屬掩模板制備方法的工藝流程示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明實(shí)施例提供的一種蒸鍍用金屬掩模板，蒸鍍用金屬掩模板的材質(zhì)包括鐵和鎳，其中鐵含量為63% 65%。優(yōu)選的鐵含量為63.8%的蒸渡用金屬掩模板，其性能更類似于因瓦合金的組分百分比，可以更好的滿足蒸鍍要求，提高蒸鍍產(chǎn)品的質(zhì)量。蒸鍍用金屬掩模板的表面光亮度為一級光亮，板面均勻性< 5%。該蒸鍍用金屬掩模板具有控磁性能高，塑性、韌性高，材料表面光亮，板面均勻性在5%以內(nèi)等特性。種蒸鍍用金屬掩模板能夠得到高鐵含量的蒸鍍用金屬掩模板，板面光亮度好，鍍層表面質(zhì)量好；較蝕刻因瓦合金板的成本低，工藝簡單，節(jié)省能源；較蝕刻因瓦合金板的開口精度高，開口質(zhì)量好。蒸鍍用金屬掩模板上具有符合蒸鍍要求的開口圖形區(qū)域；蒸鍍用金屬掩模板的厚度范圍為20 70 μ m。本實(shí)施例還提供了一種上述蒸鍍用金屬掩模板的制備方法，結(jié)合說明書附圖1，其包括:選擇不銹鋼芯模，不銹鋼芯?？梢赃x擇如304、306或430不銹鋼，選取的原則為不銹鋼芯模表面呈鏡面光亮且表面無劃痕，厚度可以選擇1.8或2.0cm作為芯模材料。為電鑄效果更好，需要對芯模進(jìn)行以下操作水洗、活化、電鑄、脫模操作。具體的水洗操作主要包括除油、酸洗、噴砂及超聲浸洗。經(jīng)過水洗處理后的芯模在電鑄操作前為增加鍍層與芯模之間的結(jié)合力，需要對芯模進(jìn)行活化處理。具體的活化參數(shù):活化時間2 5min，活化液濃度I 2mol/L，活化溫度30°C?？刂坪没罨瘯r間，可以使得鍍層與芯模更好的結(jié)合，使之既不容易脫落也易剝離。經(jīng)過活化之后的芯模即可進(jìn)行電鑄操作，但為保證電鑄時不會由于存在活化操作中的雜質(zhì)物質(zhì)附著于芯模表面，優(yōu)選再進(jìn)行一次水洗操作，將芯模表面再次進(jìn)行清洗。經(jīng)上述步驟之后，可以進(jìn)行電鑄步驟。本實(shí)施例優(yōu)選板面長寬尺寸600mm*800mm的430、306或304材質(zhì)不銹鋼作為電鑄芯模作為陰極板，鎳塊為金屬陽極。Fe-Ni合金電沉積屬于異常共沉積，電位較負(fù)的Fe (Etl=-0.44V)反而比電位較正的Ni(Etl=-O^SV)優(yōu)先析出，使合金成分不易控制。另外，不同的電沉積參數(shù)，如鍍液成分、電流密度、鍍液溫度、PH和添加劑也對合金成分有很大影響，而控制好電沉積層成分是制備聞品質(zhì)合金材料的關(guān)鍵。所以本實(shí)施例中優(yōu)選的電鑄液的成分范圍為:
硫酸鎳220 260g/L
氯化鎳30 50g/L
硼酸40 50g/L
硫酸亞鐵35 45g/L。具體的鐵元素的添加方式是通過將硫酸亞鐵鹽溶解于純凈水中，待完全溶解后倒入電鑄液中。在蒸鍍用金屬掩模板鍍液中，F(xiàn)e2+的穩(wěn)定劑是十分關(guān)鍵，這是因?yàn)樵诳諝庵谢螂婅T過程中，鍍液中的Fe2+在陽極容易被氧化成Fe3+，在沒有穩(wěn)定劑的鍍液中當(dāng)pH超過2.5左右時，就有可能生成沉淀，另方面如使用較大電流密度時，由于大量氫離子放電，致使陰極表面附近的局部區(qū)域中Fe (OH) 3的沉淀發(fā)生，吸附到陰極表面造成針孔、毛刺和脆性。因此，在鍍液中必須要加入一定量的Fe2+穩(wěn)定劑和足夠量的緩沖劑，才能使鍍液保持穩(wěn)定。在電鑄液中添加穩(wěn)定劑的作用為穩(wěn)定鍍液，其防止Fe2+氧化成Fe3+。具體的添加劑組成及成分含量為: 穩(wěn)定劑0.5 lml/L潤濕劑0.5 lml/L
走位劑I 5ml/L。調(diào)整好添加劑的比例和含量，使電鑄形成的產(chǎn)品表面質(zhì)量良好(無針孔、麻點(diǎn)、鍍層光亮)。將電鑄液按照上述配比配置好所需的電鑄鎳鐵溶液，將之?dāng)嚢杈鶆?，加熱到所需溫度，即可進(jìn)行電鑄操作。通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):溶液中各因素對電鑄蒸鍍用金屬掩模板中鐵含量的影響關(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，且上升趨勢明顯。隨PH的上升，合金中鐵含量反而下降。故本實(shí)施例優(yōu)選的電鑄液各項(xiàng)參數(shù)分別為:
pH3.0 3.4 溫度35 40°C
電流密度I 3A/dm2
鍍速15 30 μ m/h?？刂坪秒婅T參數(shù)，包括溫度、pH、電流密度、Fe2+/Ni2+的濃度比等，使電鑄出來的掩模板鍍層的鐵含量達(dá)到上述要求。具體的蒸鍍用金屬掩模板鍍層的厚度通過控制制備過程中的電鑄時間和電流密度來控制，本實(shí)施例中蒸鍍用金屬掩模板的厚度范圍為20 70 μ m,蒸鍍用金屬掩模板鍍層的表面質(zhì)量通過控制添加劑的比例和量來控制?？刂普翦冇媒饘傺谀０邋儗拥木鶆蛐?，電鑄液內(nèi)陰極與陽極之間還設(shè)置有與陰極板平行的陽極擋板，陽極擋板上設(shè)有可供電鑄溶液通過的多個開孔。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。對于電鑄完成的芯模及其表面形成的蒸鍍用金屬掩模板鍍層，可以進(jìn)行回收水洗，有利于對其表面附著的電鑄液等成分進(jìn)行清除并有效回收，隨后再次進(jìn)行水洗將其完全清除干凈，以便進(jìn)入下面的工序。進(jìn)行完電鑄后，需要對鍍層進(jìn)行脫模處理，本實(shí)施例優(yōu)選的脫模方式為超聲波脫模，具體的，超聲時間I 3min，脫模溫度65°C，脫模液濃度I 2mol/L。對脫模后的蒸鍍用金屬掩模板還可以進(jìn)行以下操作，如水洗，清除掉鍍層表面由于脫模處理殘余的雜質(zhì)，清洗完畢后進(jìn)行烘干處理，即可以得到多需的蒸鍍用金屬掩模板。由以上實(shí)施例可以看出，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種蒸鍍用金屬掩模板，蒸鍍用金屬掩模板的材質(zhì)包括鐵和鎳，其中鐵含量為63% 65%。同時本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種制備該種蒸鍍用金屬掩模板的電鑄方法，該電鑄方法可以得到含鐵量更高的蒸鍍用金屬掩模板，生產(chǎn)成本低，可控性強(qiáng)。同時本方法提供的蒸鍍用金屬掩模板由于為電沉積層，其有獨(dú)特的高密度和低孔隙；工藝上還可以通過對參數(shù)、溶液成分等條件進(jìn)行改變，來控制材料的組成成分；有較高的生產(chǎn)率和很好的經(jīng)濟(jì)性，容易大量制備薄膜材料；所需設(shè)備投資相對較低。該種蒸鍍用金屬掩模板能夠得到高鐵含量的蒸鍍用金屬掩模板，板面光亮度好，鍍層表面質(zhì)量好；較蝕刻因瓦合金板的成本低，工藝簡單，節(jié)省能源；較蝕刻因瓦合金板的開口精度高，開口質(zhì)量好。
以上 僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和替換，這些改進(jìn)和替換也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種蒸鍍用金屬掩模板，其特征在于，所述蒸鍍用金屬掩模板的材質(zhì)包括鐵和鎳，其中鐵含量為63% 65%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所屬的蒸鍍用金屬掩模板，其特征在于，所述蒸鍍用金屬掩模板的表面光亮度為一級光亮，所述板面均勻性< 5%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所 屬的蒸鍍用金屬掩模板，其特征在于，所述蒸鍍用金屬掩模板上具有符合蒸鍍要求的開口圖形區(qū)域；所述蒸鍍用金屬掩模板的厚度范圍為20 70μπι。
4.一種權(quán)利要求1所述蒸鍍用金屬掩模板的制備方法，其特征在于，所述方法包括:選擇不銹鋼芯模、水洗、貼膜、曝光、顯影、活化、電鑄、脫模操作；所述水洗操作具體包括除油、酸洗、噴砂及超聲浸洗。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蒸鍍用金屬掩模板的制備方法，其特征在于，所述電鑄具體為，以硫酸鹽體系作為電鑄液，金屬陽極為鎳塊，將其置于所述電鑄液中，所述不銹鋼芯模作為陰極板，在陰極板電沉積形成蒸鍍用金屬掩模板； 所述電鑄液的成分范圍為: 硫酸鎳220 260g/L 氯化鎳30 50g/L 硼酸40 50g/L 硫酸亞鐵35 45g/L。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蒸鍍用金屬掩模板的制備方法，其特征在于，所述電鑄液內(nèi)還添加的成分有: 穩(wěn)定劑0.5 lml/L 潤濕劑0.5 lml/L 走位劑I 5ml/L。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蒸鍍用金屬掩模板的制備方法，其特征在于，所述電鑄液: pH3.0 3.4 溫度35 40°C 電流密度I 3A/dm2 鍍速9 12 μ m/ho
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蒸鍍用金屬掩模板的制備方法，其特征在于，所述電鑄液內(nèi)陰極與陽極之間還設(shè)置有與所述陰極板平行的陽極擋板，所述陽極擋板上設(shè)有可供電鑄溶液通過的多個開孔，所述陽極擋板用于控制蒸鍍用金屬掩模板鍍層的均勻性。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蒸鍍用金屬掩模板的制備方法，其特征在于，所述活化操作具體為:活化時間2 5min，活化液濃度I 2mol/L，活化溫度30°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的蒸鍍用金屬掩模板的制備方法，其特征在于，所述脫模方式為超聲波脫模，具體的，超聲時間I 3min，脫模溫度65°C，脫模液濃度I 2mol/L。
全文摘要
本發(fā)明涉及電鑄合金共沉積技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種蒸鍍用金屬掩模板，所述蒸鍍用金屬掩模板的材質(zhì)包括鐵和鎳，其中鐵含量為63%～65%。該種蒸鍍用金屬掩模板板面光亮度好，鍍層表面質(zhì)量好；較蝕刻因瓦合金板的成本低，工藝簡單，節(jié)省能源；較蝕刻因瓦合金板的開口精度高，開口質(zhì)量好。同時本發(fā)明還提供了一種該種蒸鍍用金屬掩模板的制備方法。
文檔編號C23C14/04GK103205714SQ20121001076
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 申請人:昆山允升吉光電科技有限公司