專利名稱：一種混合制備工藝及該種工藝制得的臺(tái)階模板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混合制備工藝及該種工藝制得的臺(tái)階模板，屬于材料制造和加工領(lǐng)域。具體涉及一種利用電鑄和蝕刻相結(jié)合 的工藝，應(yīng)用此混合工藝制備得到的SMT領(lǐng)域中PCB面具有凸起臺(tái)階(up step)、印刷面具有凹陷臺(tái)階(down step)的印刷用掩模板。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)品追求小型化，以前使用的穿孔插件元件已無法縮?。浑娮赢a(chǎn)品功能更完整，所采用的集成電路(IC)已無法穿孔元件，特別是大規(guī)模、高集成1C，不得不采用表面貼片元件，因此模板印刷工藝在電子制造業(yè)得到了迅速的發(fā)展，SMT印刷就是典型。模板的采購不僅是SMT裝配工藝的第一步，它也是最重要的一步。模板的主要功能是幫助錫膏的沉積。目的是將準(zhǔn)確數(shù)量的材料轉(zhuǎn)移到光板上準(zhǔn)確的位置。錫膏阻塞在模板上越少，沉積在電路板上就越多。因此對(duì)模板的開口質(zhì)量要求是越光滑越好。但是，對(duì)于一些特殊的PCB板，如PCB板上有一些特殊部位需要錫膏的量比其他部位要多或是少，此時(shí)必須對(duì)對(duì)應(yīng)模板的部位進(jìn)行up或down處理。印刷模板是用來印刷錫膏的模具，目前一般采用鋼網(wǎng)。而傳統(tǒng)工藝通過激光切割技術(shù)制作的鋼模開口尺寸質(zhì)量不能達(dá)到要求，板面質(zhì)量也不夠好?；瘜W(xué)蝕刻的模板是模板制作的主要類型。它們成本最低，周轉(zhuǎn)最快。化學(xué)蝕刻的不銹鋼模板的制作是通過在金屬鋼片上曝上感光膜、用銷釘定位感光工具將圖形曝光在金屬鋼片兩面、然后使用雙面工藝同時(shí)從兩面腐蝕金屬鋼片。蝕刻模板本身的缺陷和加工難度決定了蝕刻模板逐漸退出市場。而蝕刻工藝則主要應(yīng)用于階梯模板。電鑄成型，一種遞增而不是遞減的工藝，制作出一個(gè)金屬模板，具有獨(dú)特的密封特性，減少對(duì)錫橋和模板底面清潔的需要。該工藝提供近乎完美的定位，沒有幾何形狀的限制，具有內(nèi)在梯形的光滑孔壁和低表面張力，改進(jìn)錫膏釋放。通過在一個(gè)要形成開孔的基板(或芯模)上顯影光刻膠，然后逐個(gè)原子、逐層地在光刻膠周圍電鑄出模板。對(duì)于局部加厚的技術(shù)來說,其重點(diǎn)在于up step圖形區(qū)域的開口和基板圖形區(qū)域的開口位置精度要高，同時(shí)結(jié)合力要大，否則壽命將大大降低。因此，利用上述各種工藝的優(yōu)點(diǎn)，綜合其有益優(yōu)勢(shì)，制備一種PCB面具有up臺(tái)階、印刷面具有down臺(tái)階的電鑄模板應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決以上技術(shù)問題，發(fā)明一種混合制備工藝及該種工藝制得的臺(tái)階模板。利用此制作工藝制作而成的金屬模板，PCB面具有凸起臺(tái)階(up step),印刷面具有凹陷臺(tái)階(down step),且up step和down step區(qū)域的圖形開口與基板開口具有高的對(duì)位精度。同時(shí)，制得的up step區(qū)域的鍍層與平面鍍層有較高的結(jié)合力。一種臺(tái)階模板的混合制備工藝，其具體工藝流程如下:
(1)電鑄第一層電鑄層:芯模處理一前處理(除油、酸洗、噴砂)一單面貼膜I—單面曝光I —單面顯影I —電鑄I (具有開口圖形的第一電鑄層)
(2)電鑄PCB面的up區(qū)域:第一電鑄層前處理(酸洗、噴砂)一單面貼膜2—單面曝光
2—單面顯影2—電鑄2 (PCB面up step)—?jiǎng)冸x
(3)蝕刻印刷面的down區(qū)域:電鑄層雙面貼膜一印刷面曝光一印刷面顯影一印刷面蝕刻一褪模一后續(xù)處理(除油、酸洗)
具體來說，其工藝流程中的各步驟如下:
(I)電鑄第一層電鑄層:
芯模處理:選擇0.3mm厚度的不銹鋼作為芯模，并將基板裁剪成所需要的尺寸；
前處理:將裁剪好的鋼片進(jìn)行兩面噴砂處理，提高表面粗糙度，從而提高貼膜時(shí)干膜與鋼片的結(jié)合力；
單面貼膜1:選擇附著力高的干膜，在芯模表面進(jìn)行貼膜；
單面曝光1:對(duì)所貼干膜進(jìn)行曝光，曝光區(qū)域?yàn)殚_口圖形區(qū)域，保留曝光干膜；
單面顯影1:將未曝光干膜顯影清除；
電鑄1:電鑄材料沉積在無干膜區(qū)域，克隆出與曝光圖形一致的開口圖形。(2)電鑄PCB面的up區(qū)域:
第一電鑄層前處理:將第一電鑄層表面進(jìn)行酸洗，噴砂，提高表面粗糙度，從而提高貼膜時(shí)干膜與鋼片的結(jié)合力；
單面貼膜2:在第一電鑄層表面繼續(xù)貼膜，所以在貼膜時(shí)重復(fù)壓膜，保證干膜緊貼第一電鑄層，即確保up step區(qū)域不易脫離；并通過C⑶邊孔對(duì)位，準(zhǔn)確對(duì)位up step區(qū)域位置及up step的開口圖形區(qū)域；
單面曝光2:單面曝光up step區(qū)域上開口圖形意外的區(qū)域；
單面顯影2:將所要電鑄up step以外的區(qū)域及up st印區(qū)域的開口圖形曝黑，顯影清除未曝光干膜，將需要沉積電鑄材料的區(qū)域(即up step區(qū)域)暴露出來；
電鑄2:把準(zhǔn)備好的分流輔助模板小心對(duì)位到第一電鑄層上，注意不要擦傷圖形和電鑄層，第一電鑄層、分流板一塊固定到飛巴上，浸入電鑄槽，控制電鑄up step厚度,進(jìn)行二次電鑄，在未曝光區(qū)域(即無干膜區(qū)域)沉積電鑄材料，形成PCB面的up step ；
所述的分流板，即在與芯模尺寸相同的不銹鋼板上通過激光切割的方法切出一個(gè)與upstep區(qū)域位置相同，大小相同的通孔，起到分擔(dān)電流、減輕邊緣效應(yīng)的作用；
剝離:將電鑄層從芯模上剝離。(3)蝕刻印刷面的down區(qū)域:
電鑄層雙面貼膜:在印刷面上貼膜，并將PCB面已做好的up區(qū)用膠布貼住，防止蝕刻液侵蝕；
印刷面曝光:曝光將要蝕刻的印刷面down step區(qū)域以外的全部區(qū)域，作為保護(hù)膜；印刷面顯影:未曝光干膜通過顯影工藝清除，顯影后進(jìn)行顯影檢查，以確保無掉膜、蹭膜、顯影未盡等現(xiàn)象；印刷面蝕刻:通過貼膜、曝光、顯影后的基板送入臥式蝕刻機(jī)內(nèi)，通過噴淋的方式將蝕刻液噴淋到基板的印刷面，在無曝光干膜的基板表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，刻蝕掉一層金屬，這樣就在印刷面上形成了凹陷臺(tái)階區(qū)域(圖3中4);
褪膜:蝕刻完成后，褪膜清洗；
后續(xù)處理:將第二電鑄層表面進(jìn)行除油、酸洗。電鑄時(shí)，通過前處理增加噴砂時(shí)間、電鑄前增加活化時(shí)間等方式來提高兩鍍層之間的結(jié)合力，防止鍍層脫落，通過實(shí)驗(yàn)做好的陽極擋板來控制電流密度線，使之在圖形區(qū)域范圍內(nèi)第一電鑄層沉積厚度均勻性COV在10%以內(nèi)；通過調(diào)整電鑄添加劑的量來保證鍍層質(zhì)量，如鍍層光亮、無針孔、麻點(diǎn)；顯影時(shí)通過控制顯影點(diǎn)來達(dá)到鍍層開口孔壁質(zhì)量好，無毛刺、滲鍍。其中，各步驟的具體的工藝參數(shù)范圍如下:
前處理工藝參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種混合制備工藝，其具體工藝流程如下: (1)電鑄第一層電鑄層:芯模處理一前處理(除油、酸洗、噴砂)一單面貼膜I—單面曝光I —單面顯影I —電鑄I (具有開口圖形的第一電鑄層) (2)電鑄PCB面的凸起臺(tái)階(upstep)區(qū)域:第一電鑄層前處理(酸洗、噴砂)一單面貼膜2 —單面曝光2 —單面顯影2 —電鑄2 (PCB面up step)—?jiǎng)冸x (3)蝕刻印刷面的凹陷臺(tái)階(downstep)區(qū)域:電鑄層雙面貼膜一印刷面曝光一印刷面顯影一印刷面蝕刻一腿模一后續(xù)處理(除油、酸洗)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合制備工藝，其特征在于，該種混合工藝包括電鑄和蝕刻兩種工藝。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合制備工藝，其特征在于，制備得到的金屬網(wǎng)板的PCB面具有凸起臺(tái)階(up step)區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合制備工藝，其特征在于，制備得到的金屬網(wǎng)板的印刷面具有凹陷臺(tái)階(down step)區(qū)域。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合制備工藝，其特征在于，模板的平面區(qū)域具有滿足印刷要求的開口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合制備工藝，其特征在于，模板的PCB面凸起區(qū)域具有滿足印刷要求的開口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合制備工藝，其特征在于，模板的印刷面凹陷區(qū)域具有滿足印刷要求的開口。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合制備工藝，其特征在于，模板材料為純鎳、鎳鐵中的任意一種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合制備工藝流程，其特征在于，第二次電鑄過程采用分流板減小電流密度，減輕凸起臺(tái)階(up step)區(qū)域的邊緣效應(yīng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合制備工藝，其特征在于，模板沉積厚度均勻性COV在10%以內(nèi)。
全文摘要
一種混合制備工藝及該種工藝制得的臺(tái)階模板。一種混合制備工藝，工藝流程為:電鑄第一層電鑄層；電鑄PCB面的凸起臺(tái)階(upstep)區(qū)域；蝕刻印刷面的凹陷臺(tái)階(downstep)區(qū)域。其特征在于，該種混合制備工藝包括電鑄和蝕刻兩種工藝。由此工藝制備得到的模板的外形特征為PCB面具有凸起臺(tái)階(upstep)，印刷面具有凹陷臺(tái)階(downstep)，且具有開口圖形。該金屬網(wǎng)制得的凸起臺(tái)階(upstep)區(qū)域的鍍層與平面鍍層有較高的結(jié)合力；制得的整體電鑄模板的開口孔壁光滑，表面質(zhì)量好，無針孔、麻點(diǎn)；制得的電鑄模板開口圖形區(qū)域的厚度均勻性好；且在二次電鑄工藝中使用的特殊的分流板可有效減小電流密度，減輕凸起臺(tái)階(upstep)區(qū)域的邊緣效應(yīng)。
文檔編號(hào)G03F7/00GK103203959SQ20121001074
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