CN114561624A - 金属蒸发台衬板及其制备方法、残留金属回收方法 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种金属蒸发台衬板及其制备方法、残留金属回收方法，属于光电子制造技术领域。该金属蒸发台衬板包括：板体和水溶材料层，所述水溶材料层位于所述板体用于承载工件的表面，所述水溶材料层溶于水。本公开能提高蒸镀金属电极后残留金属的回收效率，避免造成金属浪费，节省成本。
Description
技术领域
本公开涉及光电子制造技术领域，特别涉及一种金属蒸发台衬板及其制备方法、残留金属回收方法。
背景技术
发光二极管(英文：Light Emitting Diode，简称：LED)作为光电子产业中极具影响力的新产品，具有体积小、使用寿命长、颜色丰富多彩、能耗低等特点，广泛应用于照明、显示屏、信号灯、背光源、玩具等领域。LED的核心结构是外延片，发光二极管芯片通常包括外延片和蒸镀在外延片表面的金属电极。
相关技术中，通常通过金属蒸发台在外延片的表面蒸镀金属电极，蒸镀过程中外延片是放置在金属蒸发台的衬板上的。然而，在蒸镀过程中，往往只有少量的金属蒸镀到外延片上，大部分的金属则蒸镀到金属蒸发台的衬板上，因此会造成大量的金属浪费。
发明内容
本公开实施例提供了一种金属蒸发台衬板及其制备方法、残留金属回收方法，能提高蒸镀金属电极后残留金属的回收效率，避免造成金属浪费，节省成本。所述技术方案如下：
一方面，本公开实施例提供了一种金属蒸发台衬板，所述金属蒸发台衬板包括：板体和水溶材料层，所述水溶材料层位于所述板体用于承载工件的表面，所述水溶材料层溶于水。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述水溶材料层由涂料形成，所述涂料包括改性硅树脂和清水的混合物。
在本公开实施例的一种实现方式中，所述涂料中，所述改性硅树脂的质量百分比为78％至80％。
在本公开实施例的另一种实现方式中，所述涂料还包括色素材料，所述涂料中，所述色素材料的质量百分比为1％至2％。
在本公开实施例的另一种实现方式中，所述涂料还包括助剂，所述涂料中，所述助剂的质量百分比为2％至5％。
在本公开实施例的另一种实现方式中，所述水溶材料层的厚度为25μm至35μm。
第二方面，本公开实施例提供了一种金属蒸镀的残留金属回收方法，所述残留金属回收方法包括：提供如前文所述的金属蒸发台衬板；在所述金属蒸发台衬板中水溶材料层所在的一面完成芯片的电极的蒸镀；将所述金属蒸发台衬板放入清洗水槽浸泡，去除所述金属蒸发台衬板表面的水溶材料层，得到回收液；从所述回收液中分离出金属。
第三方面，本公开实施例提供了一种金属蒸发台衬板的制备方法，所述制备方法包括：在板体用于承载工件的表面形成水溶材料层，所述水溶材料层溶于水。
在本公开实施例的另一种实现方式中，所述在板体用于承载工件的表面形成水溶材料层之前，所述制备方法还包括：按照改性硅树脂的质量百分比为78％至80％，色素材料的质量百分比为1％至2％，助剂的质量百分比为2％至5％，余量为清水的配比，配置涂料。
在本公开实施例的另一种实现方式中，所述在板体用于承载工件的表面形成水溶材料层包括：在板体用于承载工件的表面喷涂所述涂料，直至用于承载工件的表面被全部染色；加热固化所述涂料，形成所述水溶材料层。
本公开实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
本公开实施例提供的金属蒸发台衬板包括板体和水溶材料层，水溶材料层设置在板体用于承载工件的表面，且水溶材料层是可以溶于水的。这样在板体的表面形成一层水溶材料层，当通过金属蒸发台在衬板上蒸镀完金属电极后，残留的金属附着在水溶材料层表面，而不是衬板表面。此时，通过清水浸泡金属蒸发台衬板的方式，就能让固化的绝大部分水溶材料层再次液化，以将水溶材料层从板体上溶解剥离下来，最后对混有水溶材料层的回收液进行分离即可回收得到残留的金属。该回收方法简单，能快速完成残留金属的回收效率，避免造成金属浪费，节省成本。
附图说明
为了更清楚地说明本公开实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是本公开实施例提供的一种金属蒸发台衬板的结构示意图；
图2是本公开实施例提供的一种金属蒸镀的残留金属回收方法的流程图；
图3是本公开实施例提供的一种清洗水槽的结构示意图。
图中各标记说明如下：
10、板体；
20、水溶材料层；
31、水槽本体；310、安装槽；32、超声波振动器。
具体实施方式
为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本公开实施方式作进一步地详细描述。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、“第三”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。
相关技术中，蒸镀的金属电极多为金电极，金电极通常采用金属蒸发台制备。由于制备过程中，只有少量的黄金蒸镀到外延片的表面上，而大部分的黄金蒸镀在金属蒸发台衬板上。
为回收大量残留的金属，相关技术在蒸镀金属电极前，会在金属蒸发台衬板的表面蒸镀一层2μm至6μm的Al层；然后，开始蒸镀金电极，待蒸镀完成后，取出残留有金属的金属蒸发台衬板，并将金属蒸发台衬板浸泡在NAOH溶液内，利用Al和NaOH溶液反应，Al和NaOH溶液反应的化学方程式为：2Al+2NaOH+2H2O＝2NaAlO2+3H2。
这样NaOH溶液能将Al从金属蒸发台衬板上脱落，同时，还将附着在Al层表面的黄金剥离下来；最后，通过后续的浸泡和还原手段将黄金从溶液中提取出来完成回收。
然而，相关技术中的回收方法至少包括以下问题：Al层与NaOH溶液反应不充分，会有部分Al残留在衬板上，导致黄金剥离不充分从而导致回收率偏低；Al层不易完全从金属蒸发台衬板上剥离下来，金属蒸发台衬板需要经过喷砂、清理等手段才能重新使用，清理周期，不便于使用。
为此，本公开实施例提供了一种金属蒸发台衬板。图1是本公开实施例提供的一种金属蒸发台衬板的结构示意图。如图1所示，该金属蒸发台衬板包括：板体10和水溶材料层20，水溶材料层20位于板体10用于承载工件的表面。
其中，水溶材料层20溶于水，工件可以是待制作电极的发光二极管芯片。
本公开实施例提供的金属蒸发台衬板包括板体10和水溶材料层20，水溶材料层20设置在板体10用于承载工件的表面，且水溶材料层20是可以用于水的。这样在板体10的表面形成一层水溶材料层20，当通过金属蒸发台在衬板上蒸镀完金属电极后，残留的金属附着在水溶材料层20表面，而不是衬板表面。此时，通过清水浸泡金属蒸发台衬板的方式，就能让固化的绝大部分水溶材料层20再次液化，以将水溶材料层20从板体10上溶解剥离下来，最后对混有水溶材料层20的回收液进行分离即可回收得到残留的金属。该回收方法简单，能快速完成残留金属的回收效率，避免造成金属浪费，节省成本。
可选地，水溶材料层20由涂料形成，涂料包括改性硅树脂和清水的混合物。
示例性地，改性硅树脂可以是水溶性氟硅改性丙烯酸树脂。改性硅树脂和清水配置形成的混合物为液态的涂料，该涂料可以通过喷淋或涂刷的方式，均匀地涂覆在板体10上用于承载外延片的表面。待液态的涂料固化后即可得到水溶材料层。由于该种改性硅树脂具有一定水溶性，因此，水溶材料层20浸泡与水中后，水溶材料层20会逐渐由固态转变为液态，并溶解剥离在水中，从而实现水溶材料层20快速剥离的目的。
本公开实施例中，涂料中，改性硅树脂的质量百分比为78％至80％。
示例性地，改性硅树脂的质量百分比可以是79％，通过控制改性硅树脂的质量百分比为该值，能避免改性硅树脂设置过多而提升涂料的制备成本，且避免改性硅树脂设置过少而导致形成的水溶材料层不稳定。
可选地，涂料还包括色素材料，涂料中，色素材料的质量百分比为1％至2％，余量为清水。
通过在涂料中掺入适量的色素材料，以使涂料具有颜色。这样在将涂料涂覆在板体10上后，就能通过该处区域是否有颜色，以确定是否该区域是否涂覆有涂料，保证涂料能均匀地涂覆在板体10上，且避免板体10存在遗漏的区域未涂覆涂料，有效防止蒸镀后金属残留在板体10上。
示例性地，色素材料的质量百分比可以是1.5％，通过控制色素材料的质量百分比为该值，能避免色素材料设置过多而降低水溶材料层20的水溶性能，且避免色素材料设置过少而导致水溶涂层的颜色不明显。
可选地，涂料还包括助剂，涂料中，助剂的质量百分比为2％至5％。
示例性地，助剂可以是二丙二醇丁醚，通过在涂料中掺入适量的二丙二醇丁醚，能让涂层在退洗中更易于溶解。
示例性地，助剂的质量百分比可以是3％，通过控制助剂的质量百分比为该值，能避免助剂设置过多而提高制备涂料的成本，且避免助剂设置过少而降低水溶材料层的水溶性能。
可选地，水溶材料层20的厚度为25μm至35μm。
示例性地，水溶材料层20的厚度可以是30μm，通过控制水溶材料层20的厚度为该值，能避免水溶材料层20的厚度过厚而影响剥离速度或增加成本，且避免水溶材料层20的厚度设置过薄而导致破损或起不到附着残留金属的作用。
图2是本公开实施例提供的一种金属蒸镀的残留金属回收方法的流程图。
如图2所示，该残留金属回收方法包括：
步骤S1：提供金属蒸发台衬板。
其中，金属蒸发台衬板包括板体10和水溶材料层20，水溶材料层20位于板体10用于承载工件的表面，水溶材料层20溶于水。
步骤S2：在金属蒸发台衬板中水溶材料层20所在的一面完成芯片的电极的蒸镀。
具体地，将外延片放置在水溶材料层20上，并对外延片的表面蒸镀金属电极。
步骤S3：将金属蒸发台衬板放入清洗水槽浸泡，去除金属蒸发台衬板表面的水溶材料层，得到回收液。
具体地，蒸镀完成后，将金属蒸发台衬板从金属蒸发台中取出，并放入清洗水槽浸泡以去除水溶材料层20，得到回收液。
步骤S4：从回收液中分离出金属。
本公开实施例提供的金属蒸发台衬板包括板体10和水溶材料层20，水溶材料层20设置在板体10用于承载工件的表面，且涂料是溶于水的。这样在板体10的表面形成一层水溶材料层20，当通过金属蒸发台在衬板上蒸镀完金属电极后，残留的金属附着在水溶材料层20表面，而不是衬板表面。此时，通过清水浸泡金属蒸发台衬板的方式，就能让固化的绝大部分水溶材料层20再次液化，以将水溶材料层20从板体10上溶解剥离下来，最后对混有水溶材料层20的回收液进行分离即可回收得到残留的金属。该回收方法简单，能快速完成残留金属的回收效率，避免造成金属浪费，节省成本。
可选地，去除金属蒸发台衬板表面的水溶材料层20包括以下两步：
第一步，将金属蒸发台衬板放入清洗水槽浸泡20min至60min，以将水溶材料层20从衬板上剥离。
其中，清洗水槽内可以放置15℃至25℃的清水，并保证清水的量可以没过金属蒸发台衬板。
示例性地，可以将金属蒸发台衬板放入清洗水槽中浸泡30min。
在浸泡金属蒸发台衬板的过程中，还可以控制清洗水槽的槽壁振动，以提升水溶材料层20的剥离效果。
在本公开实施例中，控制清洗水槽的槽壁振动包括：控制超声波振动器32工作。
图3是本公开实施例提供的一种清洗水槽的结构示意图。如图3所示，清洗水槽包括：水槽本体31和位于水槽本体31的内壁上的超声波振动器32。
如图3所示，水槽本体31的内表面设有安装槽310，超声波振动器32位于安装槽310内。由于超声波振动器32能产生超声波，进而产生机械振动，因而超声波振动器32可以带动水槽本体31的槽壁也一起振动。
这样在水槽本体31内的清水也会受到水槽本体31的槽壁振动的影响，水槽本体31的槽壁振动产生的超声波会传导至清水，进而使得清水中的气泡能够在超声波的作用下保持振动。当超声波的声强达到一定程度时，清水中的气泡就会迅速膨胀，能破坏板体10的表面的水溶材料层20，使得水溶材料层20自行剥离，提升残留金属的回收效率。
示例性地，如图3所示，超声波振动器32呈板状，超声波振动器32的外表面与水槽本体31的内表面平齐。
超声波振动器32设置为板状能增大超声波振动器32和水槽本体31的接触面积，以使得超声波振动器32产生的机械振动更容易传导至水槽本体31处，以带动水槽本体31的槽壁一起振动。
作为示例，超声波振动器32可以是板式超声波换能器。
第二步，采用水枪喷淋金属蒸发台衬板，直至板体的表面无色素材料对应的颜色。
通过清洗水槽浸泡金属蒸发台衬板后，再使用水枪喷淋板体10，以充分去除板体10的表面的水溶材料层20。由于水溶材料层20中掺有色素材料，所以水溶材料层20具有颜色，因此，板体10的表面有颜色则表明水溶材料层20未完全剥离，板体10的表面无颜色则表明水溶材料层20完全剥离。这样，通过水枪喷淋到板体10的表面没有颜色，就确保板体10的表面没有残留的水溶材料层20。
本公开实施例提供了一种金属蒸发台衬板的制备方法。该制备方法包括：在板体用于承载工件的表面形成水溶材料层，其中，水溶材料层溶于水。
通过在金属蒸发台衬板的板体10的表面形成一层水溶材料层20，当在金属蒸发台衬板上蒸镀完金属电极后，残留的金属附着在水溶材料层20表面，而不是衬板表面。此时，通过清水浸泡金属蒸发台衬板的方式，就能让固化的绝大部分水溶材料层20再次液化，以将水溶材料层20从板体10上溶解剥离下来，最后对混有水溶材料层20的回收液进行分离即可回收得到残留的金属。该回收方法简单，能快速完成残留金属的回收效率，避免造成金属浪费，节省成本。
可选地，在板体10的表面形成水溶材料层20可以包括以下三步：
第一步，按照改性硅树脂的质量百分比为78％至80％，色素材料的质量百分比为1％至2％，助剂的质量百分比为2％至5％，余量为清水的配比，配置涂料。
该涂料中配有适量的改性硅树脂，改性硅树脂固化形成水溶材料层20后，能让固化的水溶材料层20再次液化，以实现水溶材料层20从板体10上溶解剥离下来的目的，方便后续回收得到残留的金属。
并且，在涂料中还有色素材料，通过在涂料中掺入适量的色素材料，以使涂料具有颜色。以便于观察板体10上是否涂覆有涂料，保证涂料能均匀地涂覆在板体10上。
同时，在涂料中还有助剂，通过在涂料中掺入适量的助剂，能避免助剂设置过多而提高制备涂料的成本，且避免助剂设置过少而降低水溶材料层的水溶性能。
作为示例，改性硅树脂的质量百分比为79％，色素材料的质量百分比可以是1.5％，助剂的质量百分比可以是3％，余量为清水。
第二步，在板体10用于承载工件的表面喷涂涂料，直至用于承载工件的表面被全部染色。
在将涂料喷涂于板体10的表面前，可以先清洗板体10的表面，并烘干板体10，以防止板体10的表面残留杂质而影响涂料固化后，形成的水溶材料层20与板体10之间的连接可靠性。
其中，将涂料喷涂于板体10的表面后，可以在板体10的表面喷涂涂料，让涂料均匀地附着于板体10的表面，并控制涂抹后的涂料的厚度在25μm至35μm之间。
第三步，加热固化涂料，形成水溶材料层20。
其中，可以将板体10放入烘箱内，用恒温210℃至250℃烘烤40min至60min，以使涂料在受热后固化，以贴附在板体10的表面，形成水溶材料层20。
示例性地，固化后的水溶材料层20的厚度为25μm至35μm。
作为示例，水溶材料层20的厚度可以是30μm，该厚度的水溶材料层20便于快速制备且易于剥离。
本公开实施例提供了一种发光二极管芯片的制备方法，该发光二极管芯片的制备方法通过包括如前文所述的金属蒸发台衬板的金属蒸发台蒸镀金属电极。该制备方法包括以下几步：
第一步，提供一衬底。
可选地，衬底为蓝宝石衬底、硅衬底或碳化硅衬底。衬底可以为平片衬底，也可以为图形化衬底。
作为示例，本公开实施例中，衬底为蓝宝石衬底。蓝宝石衬底为一种常用衬底，技术成熟，成本低。具体可以为图形化蓝宝石衬底或蓝宝石平片衬底。
第二步，在蓝宝石衬底上依次生长AlN层、n型层、多量子阱层和p型层。
其中，AlN层可以包括AlN低温层和AlN高温层。
示例性地，AlN低温层的厚度为1nm至100nm。AlN高温层的厚度为1μm至5μm。
可选地，在AlN层上外延生长的n型层为n型AlGaN层。
n型AlGaN层的厚度可以为600nm至800nm，在本公开实施例中，n型AlGaN层的厚度为700nm。
可选地，在n型AlGaN层上生长多量子阱层。实现时，多量子阱层可以包括交替层叠的多层AlxGa1-xN量子阱层和多层AlyGa1-yN量子垒层，其中0＜x＜y＜1。
可选地，AlxGa1-xN量子阱层和AlyGa1-yN量子垒层交替层叠的周期数可以为3至8。示例性地，本公开实施例中，AlxGa1-xN量子阱层和AlyGa1-yN量子垒层交替层叠的周期数为5。
可选地，AlxGa1-xN量子阱层的厚度可以为2nm至4nm。AlyGa1-yN量子垒层的厚度可以为9nm至14nm。
可选地，在多量子阱层上生长有p型阻挡层。示例性地，p型阻挡层可以为p型AlGaN阻挡层。
作为示例，p型阻挡层的厚度可以为5nm至15nm。本公开实施例中，p型阻挡层的厚度为10nm。若p型阻挡层的厚度过薄，会降低对电子的阻挡作用，若p型阻挡层的厚度过厚，则会增加p型阻挡层对光的吸收，从而导致LED的发光效率降低。
可选地，在p型阻挡层上生长p型AlGaN层，以完成外延片的生长。
示例性地，p型AlGaN层的厚度可以为20nm至30nm。作为示例，本公开实施例中，p型AlGaN层的厚度为25nm。
第三步，将外延片放置到金属蒸发台衬板的板体10的水溶材料层20上，并在外延片的表面蒸镀金属电极，完成发光二极管芯片的制备。
以上，并非对本公开作任何形式上的限制，虽然本公开已通过实施例揭露如上，然而并非用以限定本公开，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本公开技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本公开技术方案的内容，依据本公开的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本公开技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种金属蒸发台衬板，其特征在于，所述金属蒸发台衬板包括：板体(10)和水溶材料层(20)，所述水溶材料层(20)位于所述板体(10)用于承载工件的表面，所述水溶材料层(20)溶于水。
2.根据权利要求1所述的金属蒸发台衬板，其特征在于，所述水溶材料层(20)由涂料形成，所述涂料包括改性硅树脂和清水的混合物。
3.根据权利要求2所述的金属蒸发台衬板，其特征在于，所述涂料中，所述改性硅树脂的质量百分比为78％至80％。
4.根据权利要求2所述的金属蒸发台衬板，其特征在于，所述涂料还包括色素材料，所述色素材料的质量百分比为1％至2％。
5.根据权利要求3所述的金属蒸发台衬板，其特征在于，所述涂料还包括助剂，所述涂料中，所述助剂的质量百分比为2％至5％。
6.根据权利要求1至5任一项所述的金属蒸发台衬板，其特征在于，所述水溶材料层(20)的厚度为25μm至35μm。
7.一种金属蒸镀的残留金属回收方法，其特征在于，所述残留金属回收方法包括：
提供如权利要求1至6任一项所述的金属蒸发台衬板；
在所述金属蒸发台衬板中水溶材料层所在的一面完成芯片的电极的蒸镀；
将所述金属蒸发台衬板放入清洗水槽浸泡，去除所述金属蒸发台衬板表面的水溶材料层，得到回收液；
从所述回收液中分离出金属。
8.一种金属蒸发台衬板的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：在板体用于承载工件的表面形成水溶材料层，所述水溶材料层溶于水。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述在板体用于承载工件的表面形成水溶材料层之前，所述制备方法还包括：
按照改性硅树脂的质量百分比为78％至80％，色素材料的质量百分比为1％至2％，助剂的质量百分比为2％至5％，余量为清水的配比，配置涂料。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述在板体用于承载工件的表面形成水溶材料层包括：
在板体用于承载工件的表面喷涂所述涂料，直至用于承载工件的表面被全部染色；
加热固化所述涂料，形成所述水溶材料层。
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