一种适用于高PPI的精细金属掩膜板制作方法与流程

本发明涉及金属掩模板制作技术领域，具体涉及一种适用于高ppi的精细金属掩膜板制作方法。

背景技术：

精细金属掩膜板(finemetalmask，fmm)是oled蒸镀工艺中的消耗性关键零部件，其主要作用是在oled生产过程中沉积rgb有机材料并形成像素，在需要的地方准确和精细地沉积有机材料，提高分辨率和良率。鉴于蒸镀工艺中对精细金属掩膜板材料的热膨胀性能有较高要求，所以精细金属掩膜板的掩膜(masksheet)一般采用因瓦合金(invar)作为原材料。目前主流的oled屏手机ppi在400-500之间，部分高端手机oled屏可以达到550ppi。传统精细金属掩膜板掩膜生产采用蚀刻法，但蚀刻法在制作高像素密度(ppi)的精细金属掩膜板掩膜时比较困难，对原材料厚度、蚀刻设备精度有很高要求，最终的产品良率却很低，造成该产品产能低、价格高、投入大、材料浪费等一系列问题。

技术实现要素：

针对现有技术高ppi精细金属掩膜板掩膜薄，制作困难，成功率低，在原材料成本、设备成本、生产投入成本很高等不足，通过先张网简单的低ppi掩膜制品，然后再经过涂覆pi和曝光显影形成较小的高ppi开口，以实现高ppi掩膜板张网。

本发明的技术方案如下：

一种适用于高ppi的精细金属掩膜板制作方法，其特征在于包括如下制作步骤：(1)根据高ppi像素的排列，制备与之对应的低ppi精细金属掩膜板；(2)使用张网机将低ppi掩膜张网并焊接到框架上，制成半成品精细金属掩膜板，张网完成后对掩膜进行涂覆pi，形成膜层；(3)使用曝光机对涂覆pi后的半成品进行曝光即图形定义，再进行显影完成图形显现，在原有的大开口内加工了小开口，形成高ppi掩膜板开口效果。

作为优选，所述步骤(1)中低ppi精细金属掩膜板掩膜的制作：a.包括掩膜板金属框架，张网机、若干低ppi掩膜；b.低ppi掩膜为因瓦合金，厚度为20-30μm，ppi为100-200；c.将低ppi掩膜分别进行张网，通过使用张网机对掩膜进行抓取、对位、拉伸并焊接在金属框架上，所有掩膜焊接完成后即低ppi掩膜板产品。

作为优选，所述步骤(2)中对低ppi掩膜板整个网面涂覆pi：a.包括pi涂覆设备、衬底填块；b.衬底填块为表面平整度很高的聚乙烯材料，pi材料为光敏性聚酰亚胺材料；c.在黄光环境下对低ppi掩膜板整个网面涂覆pi，该步骤使用pi涂覆设备，第一步将衬底填块放置在掩膜板底部，让衬底填块的顶面与掩膜板底面完全接触，第二部使用pi涂覆设备对整个掩膜板网面进行涂覆，原开口会被pi材料填充，涂覆完成，掩膜板网面上的pi材料的厚度为5μm-10μm左右，第三部对涂敷后的掩膜板进行烘烤，将底部填块进行剥离。

作为优选，所述步骤(3)中对涂覆pi后的掩膜板进行曝光：a.包括曝光机，光掩膜板，显影机；b.在黄光环境下使用精密曝光机对涂覆pi后的网面进行曝光：第一步使用光掩膜板，其包含高ppi像素开口图案，第二部使用曝光机通过光掩膜板照射网面上的pi材料，使该部分发生光化学反应，实现图形转移。

作为优选，所述步骤(3)中对涂覆pi后的掩膜板进行显影：将发生光化学反应后的掩膜板在显影机内进行刻蚀显影，将高ppi像素开口区的pi材料溶解掉即形成了高ppi像素开口，最后清洗掩膜板完成高ppi精细金属掩膜板制作。

taper角(蒸镀taper角)指masksheet的开口梯形角度，一般在40-60度。

本发明的有益效果

本发明设计新颖，制具主要包括掩膜框架(maskframe)和掩膜部分，将低ppi掩膜张网焊接到掩膜框架上形成半成品，半成品再进行涂覆pi进行加工达到高ppi效果。本专利使用低ppi掩膜制品，低ppi掩膜蚀刻良率很高，对invar原材料厚度要求也比较低，产品在张网时良率也高，张网后进行涂覆pi膜、曝光、显影达到了高ppi制品的效果。与蚀刻高ppi制品相比采用了完全不同的方法以达到高ppi的开孔效果，且避免了蚀刻高ppi掩膜时产生的良率低、原材料薄、蚀刻困难等问题。

本申请使用曝光工艺制作高ppi像素开口，曝光工艺对蒸镀taper角具有可控性，不同的蒸镀机对taper角(40°-60°)的要求是不同的，两者需要相互匹配才可达到最佳效果，而激光工艺等则不可控taper角或可控性很差。本申请曝光工艺使用曝光机和光掩膜板，能够很准确的控制uv光线的照射方向，因此对taper角具有可控性。

本申请制作的高ppi精细金属掩膜板可以反复使用，节省成本。在制作好一种产品后，若要对应其他产品，可以使用有机溶剂对pi材料进行剥离，再次涂覆pi，使用新的曝光图案制作与之相对应的产品。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明低ppi精细金属掩膜板掩膜的制作流程示意图。

图2为本发明半成品精细金属掩膜板张网完成后涂覆pi的制作流程示意图。

图3为本发明涂覆pi后的半成品曝光显影的制作流程示意图。

图4为本发明涂覆pi后的结构示意图。

图5为本发明曝光后的高ppi结构示意图。

图6为本发明pi显影的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

实施例1

一种适用于高ppi的精细金属掩膜板制作方法，包括如下制作步骤：

(1)根据高ppi像素的排列，制备与之对应的低ppi精细金属掩膜板：a.包括掩膜板金属框架，张网机、若干低ppi掩膜；b.低ppi掩膜为因瓦合金，厚度为20-30μm，ppi为100-200；c.将低ppi掩膜分别进行张网，具体为通过使用张网机对掩膜进行抓取、对位、拉伸并焊接在金属框架上，所有掩膜焊接完成后即低ppi掩膜板产品；

(2)使用张网机将低ppi掩膜张网并焊接到框架上，制成半成品精细金属掩膜板，张网完成后对掩膜进行涂覆pi，形成膜层：a.包括pi涂覆设备、衬底填块；b.衬底填块为表面平整度很高的聚乙烯材料，pi材料为光敏性聚酰亚胺材料；c.在黄光环境下对低ppi掩膜板整个网面涂覆pi，该步骤使用pi涂覆设备，第一步将衬底填块放置在掩膜板底部，让衬底填块的顶面与掩膜板底面完全接触，第二部使用pi涂覆设备对整个掩膜板网面进行涂覆，原开口会被pi材料填充，涂覆完成，掩膜板网面上的pi材料的厚度为5μm-10μm，第三部对涂敷后的掩膜板进行烘烤，将底部填块进行剥离；

(3)使用曝光机对涂覆pi后的半成品进行曝光即图形定义，再进行显影完成图形显现，在原有的大开口内加工了小开口，形成高ppi掩膜板开口效果：a.包括曝光机，光掩膜板，显影机；b.在黄光环境下使用精密曝光机对涂覆pi后的网面进行曝光：第一步使用光掩膜板，其包含高ppi像素开口图案，第二部使用曝光机通过光掩膜板照射网面上的pi材料，使该部分发生光化学反应，实现图形转移；将发生光化学反应后的掩膜板在显影机内进行刻蚀显影，将高ppi像素开口区的pi材料溶解掉即形成了高ppi像素开口，最后清洗掩膜板完成高ppi精细金属掩膜板制作。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。