專利名稱：表面貼裝技術(shù)模板的制做方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種表面貼裝技術(shù)(SMT)模板的制做方法，該模板主要用于貼片元件的組裝。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代電子組裝業(yè)技術(shù)朝著超小型化方向發(fā)展，元器件尺寸越來越小，組裝密度越來越高。而印刷模板的質(zhì)量好壞是影響焊接可靠性及產(chǎn)品直通率的關(guān)鍵。據(jù)統(tǒng)計，所有SMT失效中因為印刷焊膏而造成的原因占了90％左右。可見解決SMT模板的質(zhì)量，研制適合不斷小型化器件的SMT模板，是SMT技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。
SMT模板的制造大體可分為化學(xué)腐蝕、激光切割等方法制造?；瘜W(xué)腐蝕法因為側(cè)向腐蝕等問題，不可能制造出高精度、高密度的模板，而激光切割因為其屬于熱力切割的原理，使得其切口粗糙度達(dá)到3μm的范圍，也不適用于超精細(xì)間距的模板。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決以上問題，提供一種表面貼裝技術(shù)模板的制做方法，解決傳統(tǒng)模板制造法存在的開口毛刺問題，制造無毛刺的SMT模板，提高超精細(xì)間距器件焊膏漏印率和均勻性。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種表面貼裝技術(shù)模板的制做方法，其特征是包括以下步驟1)配制電鑄液；在經(jīng)過前處理的不銹鋼基板上貼膜曝光、顯影；2)將顯影后的不銹鋼基板放入電鑄液中電鑄鎳層；3)將電鑄層從不銹鋼基板上剝離。
上述方法可簡稱電鑄法，由于采用了這種方法，模板的成形是屬于金屬原子級的沉積，因而可形成無粗糙度的開口，其粗糙度基本上只受限于曝光、顯影的精度，而曝光、顯影技術(shù)所成圖象的粗糙度幾乎可以忽略。
具體實施例方式下面通過具體的實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
概括地講，本發(fā)明主要包括以下步驟1)配制電鑄液；在經(jīng)過前處理的不銹鋼基板上貼膜曝光、顯影；2)將顯影后的不銹鋼基板放入電鑄液中電鑄鎳層；3)將電鑄層從不銹鋼基板上剝離。
其中電鑄液的配方如下

溶解后，二價鎳離子的含量為65-75g/l(克/升)，它是由氨基磺酸鎳、氯化鎳共同提供的。本配方的電鑄液是一種高分散力電鑄液，可提高鑄層在大面積平板上均勻分布的能力；同時，它又是一種低內(nèi)應(yīng)力的電鑄液配方，可保證大面積高厚度功能性鎳加層技術(shù)的低內(nèi)應(yīng)力問題。
在電鑄時的工藝條件要注意以下內(nèi)容1)調(diào)整PH值在3.8-4.5之間，最佳值為4.2。
2)溫度在50-60℃(攝氏度)之間，采用自動溫控系統(tǒng)進(jìn)行控制，并且每4小時監(jiān)測一次。
3)陰極電流密度為2-4A/dm2(安培/平方分米)，陽極為鎳陽極。如采用周期換向脈沖電源電鑄，而且電源正、負(fù)脈沖時間幅度可調(diào)，可進(jìn)一步解決其均勻性問題和低內(nèi)應(yīng)力問題。另外，采用輔助陰極及網(wǎng)狀陽極擋板，人為改變電鑄液中電力線的分布，可使大面積極上的電力線均勻分布，也有利用保證鑄層的均勻性。
4)同時，電鑄時還需進(jìn)行攪拌，比如利用空氣攪拌或溶液直接噴射攪拌。
電鑄液在使用后，成分可能改變，或混入雜質(zhì)，因此還需定時維護(hù)，包括1)PH值的調(diào)節(jié)升高PH值用分析純堿式碳酸鎳，對700升的電鑄液，每升高0.1個PH值，大約需280g(克)；降低PH值用分析純氨基磺酸，對700升的電鑄液，每降低0.1個PH值，大約需280g。2)電鑄液過濾用循環(huán)泵過濾，電鑄液循環(huán)3～5次/小時，濾芯用5μm(微米)棉芯；4)電解除雜質(zhì)用0.5-1A/dm2(安培/平方分米)電流密度每周電解1～3次，每次4～10H(小時)，電解板用瓦楞板(大陰極、小陽極)；5)定期補(bǔ)充添加劑C6H5COSO2NH4補(bǔ)充量為250ml/KA.H(毫升/千安·小時)；C12H25NaSO4補(bǔ)充量為25-50ml/KA·H；HO-CH2-C≡C-CH2-OH補(bǔ)充量為25-50ml/KA.H；C9H6O2補(bǔ)充量為300ml/KA·H。這些添加劑可調(diào)整電鑄層的拉、壓應(yīng)力，使兩者剛好抵消或在允許范圍之內(nèi)。
電鑄所需時間由下式計算δ=D·t·ηK·Kr·1000]]>其中δ為電鑄層厚度，單位為mm(毫米)；DK為陰極電流密度，單位為A/dm2(安培/平方分米)；t為電鍍時間，單位為H(小時)；ηK為陰極電流效率，它是一個比例因子，無單位，取值一般為9.5左右；K為鎳電化學(xué)當(dāng)量，其值為K＝1.095，單位為g/A·H(克/安·小時)；r為鎳密度，其值為r＝8.8單位為g/cm3(克/厘米3)。
下面是一個具體的實施例，其整個實施過程依次如下所述一、配制電鑄液，用料如下a)Ni(NH2SO3)2·4H2O(四水合氨基磺酸鎳)134kg(公斤)b)Nicl2·6H2O(六水合氯化鎳) 5.25kg(公斤)c)H3BO3(硼酸)14kg(公斤)
d)C6H5COSO2NH4(糖精) 630g(克)e)C12H25NaSO4(十二烷基硫酸鈉) 21g(克)f)HO-CH2-C≡C-CH2-OH(1，4-丁炔二醇)140g(克)g)C9H6O2(香豆素) 52.5g(克)加H2O(純水)至3501(升)，調(diào)整PH值為4.2，分析調(diào)整溶液成分，用1A/dm2電流電解12小時(用電解板)后即可使用。
其中所用到的電鑄槽設(shè)計如下a)長×寬×高為1100mm×440mm×1000mmb)材料PP板內(nèi)襯槽鋼c)極間距35cm(厘米)d)溶液循環(huán)5次/小時(用循環(huán)泵)e)過濾用5μm(微米)棉芯f)攪拌溶液直接噴射+陰極移動(10次/分鐘，行程±150cm)g)加溫系統(tǒng)二根15KW(千瓦)不銹鋼加熱泵，并采用自動溫控系統(tǒng)h)鎳陽極鈕扣型電解鎳陽極i)鈦藍(lán)盛裝鎳陽極，并采用陽極袋工藝參數(shù)溫度55℃(攝氏度)電流密度3A/dm2(安培/平方分米)時間3小時PH值4.2二、電鑄依次包括以下步驟不銹鋼基板前處理、基板貼膜曝光、顯影、活化/鈍化、水洗、電鑄鎳、脫膜、電鑄鎳層與基板機(jī)械剝離。分述如下1、不銹鋼基板前處理依次包括以下幾個步驟化學(xué)除油、熱水洗、冷水洗、中和、刷板、烘干。
(1)化學(xué)除油用料如下NaOH(氫氧化納)60-100g/l(克/升)
Na2CO3(碳酸納) 20-40g/l(克/升)NaPO4(磷酸三鈉) 50-70g/l(克/升)溫度 80-100℃(攝氏度)浸泡時間 30min(分鐘)(2)中和用5％的鹽酸中和30秒；(3)用尼龍刷滾刷基板；(4)烘干溫度60-80℃(攝氏度)2、基板貼膜曝光(1)貼膜用感光干膜。干膜需選用厚度比電鑄層稍厚的干膜，用貼膜機(jī)平整地貼在不銹鋼基板上；(2)曝光把高精密度的鉻版固定在干膜表面(鉻版藥膜面需貼在干膜上)，用平行曝光機(jī)把鉻版上圖形完整轉(zhuǎn)移到干膜上。
3、顯影用1％的碳酸鈉溶液把圖形完全洗出來(不需要干膜的地方?jīng)_洗干凈)。
以上兩步中采用高分辨率的鉻板和大功率曝光機(jī)，可確保高精密圖形轉(zhuǎn)移。
4、活化/鈍化根據(jù)電鑄層與不銹鋼基板結(jié)合得是否牢固來決定是否需要該步驟。如果結(jié)合力差易脫落，則采取活化，若機(jī)械剝離很難，則采取鈍化。
活化10％HCl(鹽酸)溶液浸泡5-10分鐘；鈍化10％K2Cr2O7(重鉻酸鉀)溶液浸泡2分鐘；5、水洗進(jìn)入電鑄槽前一定需要沖洗干凈，以免將雜質(zhì)帶入電鑄槽內(nèi)；6、電鑄鎳電鑄所需條件前已說明；7、脫膜用5％NaOH(氫氧化鈉)溶液50℃(攝氏度)浸泡(或噴淋)至干膜脫干凈為止；8、機(jī)械剝離用機(jī)械力把電鑄層剝離不銹鋼基板以形成成品；9、電鑄鎳層后處理用10％的鉻酐加1％硫酸對電鑄鎳層進(jìn)行鈍化，在鎳層表面形成一層致密的氧化膜，使電鑄鎳層經(jīng)久耐用而不變色。
權(quán)利要求
1.一種表面貼裝技術(shù)模板的制做方法，其特征是包括以下步驟1)配制電鑄液；在經(jīng)過前處理的不銹鋼基板上貼膜曝光、顯影；2)將顯影后的不銹鋼基板放入電鑄液中電鑄鎳層；3)將電鑄層從不銹鋼基板上剝離。
2.如權(quán)利要求1所述的表面貼裝技術(shù)模板的制做方法，其特征是配制電鑄液的方法是按下述清單及數(shù)量配制溶液后，溶解直到二價鎳離子的含量為65-75g/lNi(NH2SO3)2·4H2O 340-390g/lNicl2·6H2O10-20g/lH3BO340-45g/lC6H5COSO2NH41-3g/lC12H25NaSO40.05-0.10g/lHO-CH2-C≡C-CH2-OH 0.40-0.50g/lC9H6O20.10-0.20g/lH2O 補(bǔ)充至所需體積
3.如權(quán)利要求1或2所述的表面貼裝技術(shù)模板的制做方法，其特征是電鑄時的工藝條件為調(diào)整PH值在3.8-4.5之間，溫度在50-60攝氏度之間，陰極電流密度為2-4 A/dm2，陽極為鎳陽極。
4.如權(quán)利要求1或2所述的表面貼裝技術(shù)模板的制做方法，其特征是電鑄液的維護(hù)包括1)PH值的調(diào)節(jié)升高PH值用分析純堿式碳酸鎳，降低PH值用分析純氨基磺酸；2)電鑄液過濾用循環(huán)泵過濾，電鑄液循環(huán)3～5次/小時，濾芯用5μm棉芯；4)電解除雜質(zhì)用0.5-1A/dm2電流密度每周電解1～3次，每次4～10H，電解板用瓦楞板；5)定期補(bǔ)充添加劑C6H5COSO2NH4補(bǔ)充量為250ml/KA·H；C12H25NaSO4補(bǔ)充量為25-50ml/KA·H；HO-CH2-C≡C-CH3-OH補(bǔ)充量為25-50ml/KA·H；C9H6O2補(bǔ)充量為300ml/KA·H。
5.如權(quán)利要求1或2所述的表面貼裝技術(shù)模板的制做方法，其特征是電鑄時電源采用周期換向脈沖電源。
6.如權(quán)利要求1或2所述的表面貼裝技術(shù)模板的制做方法，其特征是電鑄所需時間由下式計算δ=D·t·ηx·Kr·1000]]>其中δ為電鑄層厚度，單位為mm；DK為陰極電流密度，單位為A/dm2；t為電鍍時間，單位為H；ηK為陰極電流效率，它是一個比例因子，無單位；K為鎳電化學(xué)當(dāng)量，其值為K＝1.095，單位為g/A·H；r為鎳密度，其值為r＝8.8單位為g/cm3。
7.如權(quán)利要求1或2所述的表面貼裝技術(shù)模板的制做方法，其特征是不銹鋼基板的前處理依次包括化學(xué)除油、水洗、中和、刷板和烘干。
8.如權(quán)利要求1或2所述的表面貼裝技術(shù)模板的制做方法，其特征是根據(jù)最終形成的電鑄層與不銹鋼其板結(jié)合得是否牢固，在顯影后對不銹鋼基板進(jìn)行活化或鈍化——如果結(jié)合力差易脫落，則采取活化，若機(jī)械剝離很難，則采取鈍化；其中活化的方法是用10％HCl溶液浸泡5-10分鐘；鈍化的方法是用10％K2Cr2O7溶液浸泡1-3分鐘。
9.如權(quán)利要求1或2所述的表面貼裝技術(shù)模板的制做方法，其特征是在電鑄層形成后，還進(jìn)行脫膜，即用5％NaOH溶液50℃浸泡或噴淋至剩余感光干膜脫干凈為止。
10.如權(quán)利要求1或2所述的表面貼裝技術(shù)模板的制做方法，其特征是在電鑄層與基板剝離后，還進(jìn)行后處理，即用10％的鉻酐加1％硫酸對電鑄鎳層進(jìn)行鈍化，在鎳層表面形成一層致密的氧化膜。
全文摘要
本發(fā)明公開一表面貼裝技術(shù)模板的制做方法,簡稱電鑄法,包括以下步驟:1)配制電鑄液;在經(jīng)過前處理的不銹鋼基板上貼膜曝光、顯影;2)將顯影后的不銹鋼基板放入電鑄液中電鑄鎳層;3)將電鑄層從不銹鋼基板上剝離。由于采用了這種方法,模板的成形是屬于金屬原子級的沉積,因而可形成無粗糙度的開口。
文檔編號C25D1/10GK1341513SQ0112604
公開日2002年3月27日 申請日期2001年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月22日
發(fā)明者魏志凌 申請人:魏志凌