專利名稱：一種電鑄模板的制作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電鑄模板的制作工藝，屬于材料制造和加工領(lǐng)域。具體涉及一種利用電鑄制備SMT領(lǐng)域中一種印刷面具有凸起臺階(up step)、PCB面具有凹陷臺階(downstep)的印刷用掩模板的制作工藝。
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小；電子產(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。因此對模板的開口質(zhì)量要求越光滑越好。但是，對于一些特殊的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求更多或是更少時(shí)，必須要對對應(yīng)模板的部位進(jìn)行加厚或減薄處理，一般來說，up區(qū)域需要制作圖形，down區(qū)域不需要制作圖形。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。采用電鑄成型進(jìn)行模板的制備是，由于電鑄成型是一種遞增而不是遞減的工藝，因此其制作得到的金屬模板具有獨(dú)特的密封特性，從而減少了對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)域的開口于基板圖形區(qū)域的開口位置精度要高，用于up step圖形區(qū)域分擔(dān)電流的輔助分流板，同時(shí)結(jié)合力要大，否則壽命將大大降低。因此，如何更好、更快地利用電鑄工藝制作出印刷面具有up臺階、PCB面具有down臺階的電鑄金屬模板是一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在解決以上技術(shù)問題，發(fā)明一種電鑄模板的制作工藝。由該電鑄工藝制備得到的金屬模板，其印刷面具有凸起臺階(up step), PCB面具有凹陷臺階(down step),且平面區(qū)域和up step區(qū)域均具有圖形開口，而down step區(qū)域無圖形開口。且制得的upstep區(qū)域的圖形開口與第一電鑄層開口具有高的對位精度。一種電鑄模板的制作工藝，其工藝流程如下: (1)電鑄第一電鑄層:芯模處理一前處理(除油、酸洗、噴砂)一貼膜I—曝光I —單面顯影I—電鑄I;
(2)電鑄第二電鑄層(形成PCB面downst印):前處理(酸洗、噴砂)一貼膜2 —曝光2 —單面顯影2—電鑄2—?jiǎng)冸x；
(3)電鑄印刷面upstep:印刷面貼膜一曝光3 —單面顯影3 —電鑄3 —腿膜一剝尚一后續(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:
a.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；
b.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；
c.單面貼膜1:選擇附著力高的干膜，在芯模表面進(jìn)行貼膜；
d.單面曝光1:對所貼干膜進(jìn)行曝光，曝光區(qū)域?yàn)殚_口圖形區(qū)域，保留曝光干膜；
e.單面顯影1:將未曝光干膜顯影清除；
f.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)電鑄第二電鑄層:
a.前處理:第一電鑄層表面酸洗，噴砂，以提高第二電鑄層與第一電鑄層之間的結(jié)合
力
b.貼膜2:在第一電鑄層表面繼續(xù)貼膜，通過CCD邊孔對位，準(zhǔn)確對位第二層電鑄層與第一電鑄層的開口圖形，確保兩層之間的位置精度偏差控制在ilOym。c.曝光2:曝光第二層開口圖形區(qū)域及PCB面的down st印區(qū)域的干膜，作為電鑄第二層的保護(hù)膜。d.單面顯影2:將未曝光干膜顯影清除；
e.電鑄2:浸入電鑄槽中，電鑄第二層，由于downstep區(qū)域存在曝光干膜，所以經(jīng)電鑄一層后，形成一個(gè)凹陷區(qū)域
f.剝離:將電鑄層從芯模上剝離下來；
(3)電鑄印刷面up step:
a.印刷面貼膜:將PCB面與芯模表面接觸，在印刷面上貼膜；
b.曝光3:將所要電鑄upstep以外的區(qū)域及up step區(qū)域的開口圖形曝光；
c.單面顯影3:顯影清除未曝光干膜，將需要沉積電鑄材料的區(qū)域(即upstep區(qū)域)暴露出來；
d.電鑄3:把準(zhǔn)備好的分流輔助模板(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up step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。)對位到第一電鑄層上，將第一電鑄層、分流板一起固定到飛巴上，浸入電鑄槽，控制電鑄up step厚度。進(jìn)行三次電鑄，在未曝光區(qū)域(即無干膜區(qū)域)沉積電鑄材料，形成印刷面的up step ；
e.腿膜:將干膜撕下，褪膜清洗；
f.剝離:將電鑄層從芯模上剝離下來；
g.后續(xù)處理:將電鑄模板除油、酸洗。
這樣就制作出如圖3、4所示的臺階模板，而該種印刷模板的印刷過程如

圖1、2所示，PCB面的凹陷臺階，其主要作用為避開PCB板凸起區(qū)域，避免印刷過程模板變形，如I中的6所示，而印刷面的凸起臺階，其主要作用為在PCB板上的焊接銅臺上增加印刷的下錫量，用于大元件的焊接。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)如下: __
權(quán)利要求
1.一種電鑄模板的制作工藝，其工藝流程如下: (I)電鑄第一電鑄層:芯模處理一前處理(除油、酸洗、噴砂)一貼膜I —曝光I —單面顯影I—電鑄I; (2 )電鑄第二電鑄層(形成PCB面凹陷臺階(down step)):前處理(酸洗、噴砂)一貼膜2 —曝光2 —單面顯影2 —電鑄2 —?jiǎng)兩校? (3)電鑄印刷面凸起臺階(up st印):印刷面貼膜一曝光3 —單面顯影3 —電鑄3 —腿膜一剝離一后續(xù)處理(除油、酸洗)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作工藝，其特征在于，制備得到的金屬模板的印刷面具有凸起臺階(up step), PCB面具有凹陷臺階(down step)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作工藝，其特征在于，制備得到的金屬模板平面區(qū)域和凸起臺階區(qū)域均具有開口圖形，而凹陷區(qū)域無開口圖形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作工藝，其特征在于，模板材料為純鎳、鎳鐵中的任意一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作工藝，其特征在于，電鑄印刷面凸起臺階(upstep)區(qū)域及電鑄第二電鑄層前都要通過CCD對位邊孔，保證電鑄每一層時(shí)各層開口的位置精度在± 10 u m。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作工藝，其特征在于，電鑄印刷面凸起臺階(upstep)區(qū)域時(shí)，需制作輔助導(dǎo)電板(分流板)來分散干膜位置邊緣的電流密度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作工藝，其特征在于，前處理工藝參數(shù)如下:
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作工藝，其特征在于，曝光顯影工藝參數(shù)如下:
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作工藝，其特征在于，電鑄工藝參數(shù)如下:
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制作工藝，其特征在于，制備得到的金屬模板沉積厚度均勻性COV在10%以內(nèi)。
全文摘要
一種電鑄模板的制作工藝。該種制作工藝旨在制作印刷面具有凸起臺階(upstep)，且凸起臺階(upstep)區(qū)域具有開口圖形，PCB面具有凹陷臺階(downstep)，且凹陷臺階(downstep)區(qū)域無開口的電鑄模板。其制備工藝流程為電鑄第一電鑄層芯模處理→前處理(除油、酸洗、噴砂)→貼膜1→曝光1→單面顯影1→電鑄1；電鑄第二電鑄層(形成PCB面凹陷臺階(downstep))前處理(酸洗、噴砂)→貼膜2→曝光2→單面顯影2→電鑄2→剝離；電鑄印刷面凸起臺階(upstep)印刷面貼膜→曝光3→單面顯影3→電鑄3→褪膜→剝離→后續(xù)處理(除油、酸洗)。由以上工藝制備得到的電鑄模板，凸起臺階(upstep)區(qū)域的圖形開口與第一電鑄層開口的對位精度高；模板的厚度均勻性COV在10%以內(nèi)；板面一級光亮；各個(gè)電鑄層之間具有良好的結(jié)合力，不易脫落。
文檔編號B41C1/12GK103203958SQ201210010
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, 王峰 申請人:昆山允升吉光電科技有限公司