專利名稱：一種三維立體掩模板及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于印刷電路板的三維立體掩模板及其制備工藝，屬于材料制備與零件制造領(lǐng)域，具體的說(shuō)，涉及一種用于印刷電路板的具有單面凸起，其上具有復(fù)雜花紋的三維立體掩模板及其制備工藝。
背景技術(shù)：
表面貼裝技術(shù)，即SMT (Surface Mounted Technology的縮寫),是將電子零件放置于印刷電路板表面，然后使用焊錫連接電子零件的引腳與印刷電路板的焊盤進(jìn)行金屬化而成為一體的一種工藝技術(shù)。表面貼裝技術(shù)源自于六十年代美國(guó)軍用電子及航空電子領(lǐng)域的設(shè)備制造。早期由于該技術(shù)尚不成熟及成本高昂，因此僅應(yīng)用于美國(guó)波音公司與休斯公司等極少數(shù)廠商，其發(fā)展受到了極大限制。然而，時(shí)至七十年代末，高密度印刷電路板與大規(guī)模集成電路技術(shù)的高速發(fā)展，為表面貼裝技術(shù)的推廣與普及提供了可能性。于是，表面貼裝技術(shù)因其不可比擬的優(yōu)勢(shì)迅速取代了傳統(tǒng)的通孔插裝技術(shù)，進(jìn)入消費(fèi)類與信息類產(chǎn)品領(lǐng)域。時(shí)下輕便流行的筆記本電腦、手機(jī)等，無(wú)一不得益于此。SMT技術(shù)的工藝流程包括:印刷(或點(diǎn)膠)一> 貼裝一> (固化)一> 回流焊接一>清洗一> 檢測(cè)，其中印刷的作用是將焊膏或貼片膠漏印到PCB的焊盤上，為元器件的焊接做準(zhǔn)備。所用設(shè)備為印刷機(jī)，位于SMT生產(chǎn)線的最前端。作為SMT技術(shù)的第一步，其作用至關(guān)重要。而隨著市場(chǎng)的多樣化、復(fù)雜化、立體化的趨向日趨凸顯，產(chǎn)品已經(jīng)由過去單一的平面，逐漸發(fā)展成曲面、高低臺(tái)面，并且伴有鏤空或凸起設(shè)計(jì)。因此，傳統(tǒng)的平面絲網(wǎng)印刷已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有市場(chǎng)的需求。在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)于非平面的印刷往往采用移印的方式，但是移印方式存在印刷有效面積小、印刷效果差等問題，因此，傳統(tǒng)的移印方式已不能滿足當(dāng)今對(duì)異型產(chǎn)品絲網(wǎng)印刷的要求。而使用二維的掩模轉(zhuǎn)移時(shí)基體表面凹凸區(qū)域邊緣處掩模開口由于無(wú)法和基板緊密接觸而精確對(duì)位，導(dǎo)致轉(zhuǎn)移材料的偏差轉(zhuǎn)移或錯(cuò)位轉(zhuǎn)移。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決上述問題，基于以上各種工藝的局限性，本發(fā)明專利中提出一種適合進(jìn)行凸起設(shè)計(jì)和花紋設(shè)計(jì)的立體版面印刷的工具——三維立體掩模板及其制備工藝。該掩模板可以有效降低在向印刷板凸凹部位進(jìn)行焊膏轉(zhuǎn)移過程中由于位置精度和尺寸精度的很大偏差和掩模的變形而導(dǎo)致產(chǎn)品和掩模的報(bào)廢；同時(shí)，該工藝得到的掩模板具有高表面質(zhì)量，圖形開口平滑，無(wú)毛刺、變形，具有高的光亮度和低的表面粗糙度。一種三維立體掩模板，其特征在于，掩模板具有雙層結(jié)構(gòu)，即印刷面由三維立體芯模構(gòu)成，PCB面緊密附著在印刷面上，為三維立體芯模表面電鑄的一層電鑄層。優(yōu)選地，三維立體芯模板的厚度為1.8mm,電鑄層的厚度為0.025mm。上述的三維立體掩模板的制備工藝包括如下步驟:
芯模前處理(除油、酸洗、噴砂)一貼膜一曝光一顯影一電鑄一剝離一雙面貼膜一雙面曝光一雙面顯影一雙面蝕刻一脫膜一激光切割
具體的說(shuō)，三維立體掩模板的制備工藝步驟如下:
(O芯模前處理:選取1.8mm厚的不銹鋼板作為芯模材料，將芯模切割成為800mm*600mm的尺寸大??；
(2)將芯模除油、酸洗、噴砂，以去除表面的油潰雜質(zhì)，并將表面打磨光滑；
(3)貼膜:芯模的單面進(jìn)行貼膜；
(4)曝光:將芯模的單面進(jìn)行曝光，即將電鑄層上的開口區(qū)域曝光；
(5)顯影:將步驟(4)中的未曝光部分顯影去除，留下曝光的部分以作后續(xù)電鑄步驟的保護(hù)膜；
(6)電鑄:在芯模上電沉積上金屬材料，形成三維立體掩模板的電鑄層基板； (7)雙面貼膜:掩模板電鑄層雙面貼膜；
(8)雙面曝光:將掩模板電鑄層雙面貼膜后進(jìn)行曝光，即在印刷面曝光凸起區(qū)域，在PCB面曝光凹陷區(qū)域；
(9)雙面顯影:將步驟(8)中的未曝光部分顯影去除，留下曝光的部 分干膜以作后續(xù)蝕刻步驟的保護(hù)膜；
(10)雙面蝕刻:蝕刻區(qū)域即為雙面顯影的未曝光區(qū)域，蝕刻后即可形成厚度均一的三維立體芯模掩模板；
(11)脫膜；
(12)激光切割:直接在蝕刻形成的三維立體掩模板上的三維立體區(qū)域切割圖形開口， 工藝步驟如下:
A、將通過電鑄蝕刻工藝制的的掩模板固定在一個(gè)提供張力的框架上，放在切割基臺(tái)上，使得具有凸形區(qū)域的印刷面朝上放置；
B、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(biāo)；
C、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(diǎn)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；
D、通過激光切割頭發(fā)射出激光，進(jìn)行切割。優(yōu)選地，除油、酸洗、噴砂的工藝參數(shù)為:
權(quán)利要求
1.一種三維立體掩模板，其特征在于，掩模板具有雙層結(jié)構(gòu)三維立體結(jié)構(gòu)，即印刷面由具有三維立體芯模構(gòu)成結(jié)構(gòu)的凸起區(qū)域，PCB面具有三維立體結(jié)構(gòu)的凹陷區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述三維立體掩模板，其特征在于，所述的三維立體掩模板的制備工藝包括如下步驟: 芯模前處理(除油、酸洗、噴砂)一貼膜一曝光一顯影一電鑄一剝離一雙面貼膜一雙面曝光一雙面顯影一雙面蝕刻一脫膜一激光切割。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的前處理工藝步驟，其特征在于，除油、酸洗、噴砂的工藝參數(shù)如下:
4.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的三維立體掩模板的制備工藝，其特征在于，雙面顯影為將要蝕刻的區(qū)域，即將電鑄掩模板的雙面進(jìn)行顯影，即將芯模上剝離下的電鑄層的一面(PCB面)的三維立體區(qū)域的凹形區(qū)域干膜顯影去除，而與此對(duì)應(yīng)的反面(印刷面)的三維立體區(qū)域的凸形區(qū)域干膜曝光保留，以使得芯模電鑄層蝕刻成厚度均一的具有三維立體區(qū)域的掩模板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的三維立體掩模板的制備工藝，其特征在于，曝光和顯影的工藝參數(shù)如下:
6.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的三維立體掩模板的制備工藝，其特征在于，雙面蝕刻區(qū)域?yàn)殡p面顯影的未曝光區(qū)域，蝕刻后即可形成厚度均一的三維立體掩模板。
7.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的三維立體掩模板的制備工藝，其特征在于，電鑄步驟為在芯模上電沉積金屬材料，形成三維立體掩模板的鑄層基板。
8.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的三維立體掩模板的制備工藝，其特征在于，電鑄的工藝參數(shù)為:
9.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的三維立體芯模的制備工藝，其特征在于蝕刻的工藝參數(shù)的如下:
10.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的三維立體掩模板的制備工藝，其特征在于，激光切割直接在蝕刻形成的三維立體掩模板的三維立體區(qū)域切割開口，工藝步驟如下: (1)將通過電鑄蝕刻工藝制的的掩模板固定在一個(gè)提供張力的框架上，放在切割基臺(tái)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(biāo)； (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(diǎn)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(jìn)行切割。
全文摘要
本發(fā)明公開一種三維立體掩模板，其特征在于，掩模板具有雙層結(jié)構(gòu)三維立體結(jié)構(gòu)，即印刷面由具有三維立體芯模構(gòu)成結(jié)構(gòu)的凸起區(qū)域，PCB面具有三維立體結(jié)構(gòu)的凹陷區(qū)域。該三維立體掩模板的制備工藝包括如下步驟芯模前處理(除油、酸洗、噴砂)→貼膜→曝光→顯影→電鑄→剝離→雙面貼膜→雙面曝光→雙面顯影→雙面蝕刻→脫膜→激光切割。用此種制備工藝制備得到的掩模板可以有效降低在向印刷板凸凹部位進(jìn)行焊膏轉(zhuǎn)移過程中由于位置精度和尺寸精度的很大偏差和掩模的變形而導(dǎo)致產(chǎn)品和掩模的報(bào)廢；同時(shí)，該工藝得到的掩模板具有高表面質(zhì)量，圖形開口平滑，無(wú)毛刺，無(wú)變形，具有高的光亮度和低的表面粗糙度。此外，本發(fā)明的制備工藝步驟簡(jiǎn)單，易于操作，加工效率高，生產(chǎn)成本低，符合經(jīng)濟(jì)效益原則，利于大規(guī)模的生產(chǎn)和推廣。
文檔編號(hào)C25D1/10GK103207515SQ20121001075
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, 王峰, 孫倩 申請(qǐng)人:昆山允升吉光電科技有限公司