[发明专利]一种具有多种台阶的金属网板及其制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种具有多种台阶的金属网板及其制备方法，属于材料制备和加工领域，具体涉及一种用于SMT领域的印刷用掩模板及其制备工艺。

 

背景技术

随着我国电子行业迅速的发展，模板印刷工艺在电子制造业也得到应用，SMT印刷就是典型。在电子产品制造过程中要把电子元件和PCB焊接起来需要先把锡放在PCB上，而PCB上有成百上千的焊盘需要上锡，每个焊盘的位置都对应着电子元件，要把需要上锡的焊盘一次性精准的上好锡，最好的方法就是印刷。在电子制造业里通常用的方法是制作一块有无数小孔的不锈钢片，每个孔都对应着一需要上锡的焊盘，然后把不锈钢片贴在绷好的网纱上，网纱贴在印刷模板网框的底面上。

印刷模板是用来印刷锡膏的模具，目前一般采用钢网。而传统工艺通过激光切割技术制作的钢模开口精度不能达到要求，板面质量也不够高。而电铸镍掩模板则因板面易形成针孔、糙点，且溶液不稳定，成本高，能耗大。

焊盘上的锡膏是否平整、均匀、用量是否适当将直接影响电子元件SMT的效果，特别是有精密电子元件焊盘和热压手指时，对印刷模板要求更高。

PCB行业的发展不仅仅局限于平面模板，现有PCB行业发展迅速，一些有特定要求的位置需要凹形部位，如埋入凸块连印制板。所制备的三维金属掩模板具有与基板完全相同的三维凹凸结构，以保护基板表面相应的凹凸部位，以及在使用所制备的三维金属掩模板转移时在基板表面凹凸区域边缘处，掩模开口能够与基板紧密接触、从而精确对位。同时制作具有与PCB板上凹凸形状相对应的金属掩模板是以后未来的发展趋势。

化学蚀刻的模板是模板世界的主要类型。它们成本最低，周转最快。化学蚀刻的不锈钢模板的制作是通过在金属钢片上曝上感光膜、用销钉定位感光工具将图形曝光在金属钢片两面、然后使用双面工艺同时从两面腐蚀金属钢片。蚀刻模板本身的缺陷和加工难度决定了蚀刻模板逐渐退出市场。因此而现阶段蚀刻工艺主要应用于阶梯模板。

电铸成型，一种递增而不是递减的工艺，制作出一个金属模板，具有独特的密封特性，减少对锡桥和模板底面清洁的需要。该工艺提供近乎完美的定位，没有几何形状的限制，具有内在梯形的光滑孔壁和低表面张力，改进锡膏释放。通过在一个要形成开孔的基板（或芯模）上显影光刻胶，然后逐个原子、逐层地在光刻胶周围电铸出模板。

对于开口的形成，其主要形式是电铸和激光切割，随着激光切割技术和设备的发展，再加上电抛技术，激光切割所形成的开口也很接近于电铸般孔壁光滑，再加上其周期短、良率高等特点，激光切割模板占世界模板的80%以上。

如何开发出一种比普通钢网制作的印刷模板甚至是金属镍印刷模板，且具有精确深宽比和开口质量好的凹凸部位至关重要。即更好、更快地制作出具有up台阶及down台阶的金属模板备受人们关注。

 

发明内容

本发明旨在解决以上技术问题，发明一种具有多种台阶的金属网板及其制备方法，该种制备工艺可以满足具有多种凸起或凹陷特征的并具有复杂的开口图形（包括凸起或凹陷区域）的金属网板的制作，该种金属网板具有高的精度；图形区域的开口质量好，孔壁光滑，无毛刺、锯齿等不良现象；开口图形区域的位置精度高；厚度均匀性好，均匀性COV在10%以内。

本专利发明一种具有多种台阶的金属网板。其特征在于，该网板具有多种台阶，即印刷面和/或PCB面具有凸起台阶（up step）和/或凹下台阶（down step），且网板具有开口图形。

其中，具有印刷面凸起台阶特征示意图

其中，具有PCB面凸起台阶特征示意图

其中，具有印刷面凹下台阶特征示意图

其中，具有PCB面凹下台阶特征示意图

一种具有多种台阶的金属网板，其材料为纯镍金属、镍铁合金中的一种。

金属网板基板可通过直接剪裁合适尺寸的金属平板或者电铸方法得到。

对于电铸方法制备金属网板基板，其工艺流程如下：

芯模处理→前处理（除油、酸洗、喷砂）→贴膜1→曝光1→单面显影1→电铸1

    具体的说，包括如下步骤：

(1)选择1.8mm不锈钢作为芯模，并将基板裁剪成所需要的尺寸，将裁剪好的钢片除油、酸洗后，进行两面喷砂处理，提高表面粗糙度，从而提高贴膜时干膜与钢片的结合力；

(2)选择附着力高的干膜，防止电铸过程中发生掉膜现象。选择好干膜后，在芯模表面进行贴膜。

(3)对所贴干膜进行曝光，曝光区域为开口图形区域，曝光干膜作为电铸过程中的保护层，阻止材料沉积。