專利名稱：一種帶有圖形開口的三維立體金屬掩模板的制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種掩模板的制作工藝，具體涉及一種印刷面具有凸形區(qū)域、三維立體結(jié)構(gòu)上具有圖形開口的三維立體金屬掩模板的制作工藝，屬于材料制備和加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著我國電子行業(yè)的迅速發(fā)展，模板印刷工藝在電子制造業(yè)也得到應用，表面貼裝技術(shù)(SMT)印刷就是典型。模板的使用不僅是SMT第一步，也是最重要的一步。模板的主要功能是幫助錫膏的沉積，目的是將準確數(shù)量的材料轉(zhuǎn)移到PCB板上的準確位置。錫膏阻塞在模板上越少，沉積在電路板上就越多。但是，對于一些特殊的PCB板，如PCB板上有一些特殊的凸起部位，同時凸起部位需要制作圖形。平面的模板難以將準確數(shù)量的材料轉(zhuǎn)移到PCB面上，通過實驗組合平面模板同樣也不能滿足其要求。因此必須制作與PCB板凸起部位相對應的掩模板，使其具有三維立體結(jié)構(gòu)。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)量不能達到要求，板面質(zhì)量也不夠好。用傳統(tǒng)的二維金屬掩模板組合無法達到不同量的轉(zhuǎn)移材料的要求。因此制作具有與PCB上凹凸形狀相對應的金屬掩模板是未來的發(fā)展趨勢。因此，急需一種制作印刷面具有凸形區(qū)域、PCB面具有凹形區(qū)域的三維立體掩模板的新工藝來滿足現(xiàn)代表面貼裝裝配的特殊需求。為解決以上問題，本發(fā)明采用電鑄成型工藝，制作出金屬掩模板，使其具有獨特的密封特性，以降低對錫橋和模板底面清潔的要求。該工藝提供良好的定位，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，可以提高錫膏釋放。而對于三維立體結(jié)構(gòu)上的圖形制作需要通過激光切割工藝來實現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決以上技術(shù)問題，利用電鑄、蝕刻和激光切割聯(lián)合制備一種印刷面具有凸形區(qū)域、三維立體結(jié)構(gòu)上具有圖形開口的三維立體金屬掩模板。一種帶有圖形開口的三維立體金屬掩模板的制作工藝，其特征在于，該制作工藝由以下步驟組成:
A電鑄第一電鑄層:芯模處理一前處理一貼膜la—曝光I —單面顯影I —電鑄I —貼膜Ib —曝光2 —剝尚；
B電鑄印刷面凸起:如處理一反面貼膜2 —對位一曝光3 —單面顯影2 —電鑄2 —剝
離；
C蝕刻PCB面凹形區(qū)域:前處理一印刷面貼膜3 —單面顯影3 —蝕刻一退膜；
D激光切割三維立體結(jié)構(gòu)上的圖形開口。具體的說，步驟A電鑄第一電鑄層的制備工藝路線如下:
(O芯模前處理:選擇304不銹鋼板為芯模材料，并將其切割成尺寸為800mm*600mm*l.8mm的平板,后將芯模除油、酸洗、噴砂， (2)貼模la:芯模表面貼膜；
(3)曝光1:將圖形開口區(qū)域及對位孔區(qū)域曝光；
(4)單面顯影1:將除圖形開口區(qū)域及對位孔區(qū)域以外的顯影部分的干膜清洗掉，保留曝光部分貼膜；
(5)電鑄1:采用電鑄的方法將鎳金屬電鑄到顯影區(qū)域(無干膜區(qū)域)形成第一電鑄層的開口及對位孔；
(6)貼膜Ib:在電鑄層的表面即PCB面貼膜，以備曝光即將蝕刻的三維立體區(qū)域(凹形區(qū)域)以外的區(qū)域；
(7)曝光2:將三維立體區(qū)域(凹形區(qū)域)以外的區(qū)域曝光；
(8)剝離:將電鑄層從芯模上剝離。具體的說，步驟B電鑄印刷面凸起的工藝路線如下:
(1)前處理:將制得得掩模板進行酸洗、噴砂；
(2)反面貼膜2:在制備得到的電鑄層印刷面貼膜；
(3)對位:通過電鑄層對位孔進行CCD對位，確定曝光坐標；
(4)曝光3:曝光區(qū)域為三維立體區(qū)域(凸形區(qū)域)以外的區(qū)域；
(5)單面顯影2:將未曝光部分的貼膜清洗除去，保留曝光部分的貼膜；
(6)電鑄2:表面活化后，將鎳金屬電鑄到顯影區(qū)域(無干膜區(qū)域)；
(7)剝離:將芯模剝離。具體的說，步驟C蝕刻PCB面凹形區(qū)域的工藝路線如下:
(1)前處理:將制得得掩模板進行酸洗、噴砂；
(2)印刷面貼膜:保留所貼干膜表面的一層保護膜，起到保護印刷面凸起區(qū)域不受腐蝕的作用；
(3)單面顯影3:將PCB面三維立體區(qū)域(凹形區(qū)域)進行顯影；
(4)蝕刻:蝕刻區(qū)域即為PCB面三維立體區(qū)域(凹形區(qū)域)，刻蝕后即可形成三維立體掩模板；
(5)退膜。具體的說，步驟D激光切割三維立體結(jié)構(gòu)上的圖形開口的工藝路線如下:
(1)將通過A、B和C三步工藝制的的掩模板固定在一個提供張力的框架上，放在切割基臺上，使得具有凸形區(qū)域的印刷面朝上放置；
(2)通過CXD定位掩模板，通過原始文件確定三維立體結(jié)構(gòu)上的切割圖形開口坐標，由于激光光斑有一定的直徑，在CCD定位時要作出切割坐標補償，避免激光切割形成的圖形尺寸偏大；
(3)調(diào)整好切割參數(shù)，調(diào)整好激光切割頭的縱向高度，使其激光焦點落在掩模板印刷面凸形區(qū)域表面，以形成3-8°的錐角的切割邊；
(4)通過激光切割頭發(fā)射出激光，進行切割，切割保護氣體為氧氣；
蝕刻時要求PCB面準備蝕刻的凹形區(qū)域與印刷面的凸形區(qū)域的位置精度一定要對準，防止錯位，鍍層脫落；蝕刻深度同樣要求精準。 激光切割印刷面凸起區(qū)域時，通過調(diào)整激光探頭的高度，精確對位切割。電鑄工藝中，通過實驗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)基板沉積厚度均勻，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；顯影時通過控制顯影點來達到鍍層開口孔壁質(zhì)量好，無毛刺、滲鍍。優(yōu)選地，第一電鑄層的厚度為20-120μπι;
優(yōu)選地，步驟Α、B、C和D中的前處理工藝參數(shù)如下:
權(quán)利要求
1.一種三維立體結(jié)構(gòu)帶有圖形開口的金屬掩模板的制作工藝，其特征在于，該制作工藝由以下步驟組成: A電鑄第一電鑄層:芯模處理一前處理一貼膜la—曝光I —單面顯影I —電鑄I —貼膜Ib —曝光2 —剝尚； B電鑄印刷面凸起:如處理一反面貼膜2 —對位一曝光3 —單面顯影2 —電鑄2 —剝離； C蝕刻PCB面凹形區(qū)域:前處理一印刷面貼膜3 —單面顯影3 —蝕刻一退膜； D激光切割三維立體結(jié)構(gòu)上的圖形開口。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維立體金屬掩模板的制作工藝，其特征在于，A中前處理工藝包括除油、酸洗、噴砂，B中的前處理工藝包括酸洗、噴砂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維立體金屬掩模板的制作工藝，其特征在于，A中曝光I步驟的曝光區(qū)域為第一電鑄層的圖形開口及對位孔，對位孔的數(shù)量不少于2個。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維立體金屬掩模板的制作工藝，其特征在于，A中的第一電鑄層厚度在20-120 μ m。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維立體金屬掩模板的制作工藝，其特征在于，A中曝光2步驟的曝光區(qū)域為在PCB面貼膜進行曝光，曝光區(qū)域為要進行蝕刻凹面區(qū)域以外的區(qū)域，作為蝕刻時的保護膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維立體金屬掩模板的制作工藝，其特征在于，B中反面貼膜2為A中的電鑄層剝離后的反面，即印刷面貼膜。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維立體金屬掩模板的制作工藝，其特征在于，B中曝光前的對位通過A中制作的通孔對位孔進行CCD對位，確定曝光坐標。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維立體金屬掩模板的制作工藝，其特征在于，B中單面顯影2步驟的顯影區(qū)域為印刷面的三維立體區(qū)域(凸起區(qū)域)以外的區(qū)域，并保留曝光的干膜，作為電鑄三維立體區(qū)域(凸起區(qū)域)時的保護膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維立體金屬掩模板的制作工藝，其特征在于，B中的電鑄步驟之前具有活化工藝，來提高兩鍍層之間的結(jié)合力，防止鑄層脫落。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維立體金屬掩模板的制作工藝，其特征在于，C中的印刷面貼膜為保留所貼干膜表面的一層保護膜，起到保護印刷面凸起區(qū)域不受腐蝕的作用。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維立體金屬掩模板的制作工藝，其特征在于，C中的蝕刻區(qū)域即為A中PCB面貼膜后的曝光2步驟的未曝光區(qū)域，形成PCB面凸形區(qū)域。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維立體金屬掩模板的制作工藝，其特征在于，D的工藝步驟如下: (1)將通過A、B和C三步工藝制的的掩模板固定在一個提供張力的框架上，放在切割基臺上，使得具有凸形區(qū)域的印刷面朝上放置； (2)通過CXD定位掩模板，通過原始文件確定三維立體結(jié)構(gòu)上的切割圖形開口坐標； (3)調(diào)整好切割參數(shù)，調(diào)整好激光切割頭的縱向高度，使其激光焦點落在掩模板印刷面凸形區(qū)域表面，以形成3-8°的錐角的切割邊； (4)通過激光切割頭發(fā)射出激光，進行切割。
全文摘要
一種三維立體結(jié)構(gòu)帶有圖形開口的金屬掩模板的制作工藝，其特征在于，該制作工藝由以下步驟組成A電鑄第一電鑄層芯模處理→前處理→貼膜1a→曝光1→單面顯影1→電鑄1→貼膜1b→曝光2→剝離；B電鑄印刷面凸起前處理→反面貼膜2→對位→曝光3→單面顯影2→電鑄2→剝離；C蝕刻PCB面凹形區(qū)域前處理→印刷面貼膜3→單面顯影3→蝕刻→退膜；D激光切割三維立體結(jié)構(gòu)上的圖形開口。通過以上工藝制備得到的三維立體金屬掩模板，具有以下特點具有獨特的密封特性；工藝提供良好的定位；提高PCB面凹形區(qū)域孔壁質(zhì)量；金屬掩模板開口質(zhì)量和表面質(zhì)量好，光亮、無針孔、麻點；提高金屬掩模板均勻性好；兩電鑄層之間的結(jié)合力好。
文檔編號C25D1/10GK103207519SQ201210010768
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