[发明专利]一种三维立体掩模板的混合制备工艺

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种掩模板的制作工艺，属于材料制备及加工领域，具体涉及一种用于印刷电路上涂覆焊料时所用的三维立体金属掩模板的制作工艺。

 

背景技术

表面贴装技术（Surface Mounting Technology，简称SMT）诞生于上世纪60年代。即使用一定的工具将无引脚的表面贴装元器件准确地放置到经过印刷焊膏或经过点胶的PCB焊盘上，然后经过波峰或回流焊，使元器件与电路板建立良好的机械和电气连接。

PCB行业的发展不仅仅局限于平面模板，还包含一些有特定形状要求的印刷板，以满足PCB板上焊接较大的元件，且不影响整体的印刷效果的要求。用传统的二维金属掩模板组合无法达到不同量的材料转移的要求，因此，制备表面厚度要求不均匀的掩模板已经成为新时代的一个崭新课题，而制作具有与PCB上凹凸形状相对应的金属掩模板是未来PCB行业的发展趋势。

模板的使用不仅是SMT表面贴装技术的第一步，也是最重要的一步。模板的主要功能是帮助锡膏的沉积。目的是将准确数量的材料转移到PCB板上的精确位置。平面的模板难以将准确数量的材料转移到PCB面上，通过实验组合平面模板同样也不能满足其要求。因此必须制作与PCB板凸起部位相对应的掩模板，即具有三维立体结构的掩模板。

通过连续电铸和激光雕刻的混合工艺来得到印刷面具有凸形区域、PCB面具有凹形区域的三维立体金属掩模板，其具体优势如下：

（1）连续的电铸层可以有效提高两电铸层之间的界面结合力，不会在使用过程中出现两电铸层分离剥落的现象；

（2）使用激光雕刻技术可以有效提高PCB面凹形区域孔壁质量；

（3）使用电铸工艺可以有效提高金属掩模板开口质量和表面质量；

（4）使用电铸工艺可以有效提高金属掩模板尺寸的均匀性。

 

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种三维立体掩模板的混合制备工艺，可以有效改善具有凸起并印有复杂花纹的PCB版印刷精度，该发明制备得到的掩模板具有三维空间结构，其表面质量优异，COV小于10%。

本发明涉及一种三维立体掩模板的混合制备工艺，具体的工艺流程如下：

A、电铸第一电铸层：芯模前处理→贴膜1→曝光1→单面显影1→电铸1→剥离；

B、电铸印刷面凸起：前处理→反面贴膜2→对位→曝光2→单面显影2→电铸2→剥离；

C、激光切割PCB面凹形区域及三维立体结构上的图形开口。

根据以上工艺步骤制备得到的三维立体掩模板，其板面质量优异， COV不大于10%，表面为一级光亮。

优选地，通过电铸方法制备得到的第一电铸层的厚度为20-120μm。

具体地说，步骤A所述的电铸第一电铸层中的工艺步骤包括如下：

（1） 芯模前处理：选取1.8mm厚的304不锈钢板作为芯模材料，将芯模切割成为800mm*600mm的尺寸大小，后将芯模除油、酸洗、喷砂，其中除油时间为1-2min, 酸洗时间为1-2min，喷砂时间为2-5min，喷砂粒径1-10μm，喷砂压力1-5psi；

（2）贴膜1：将芯模表面进行贴膜；

（3）曝光1：使图形开口区域以及对位孔区域以外的部分曝光，以便将未曝光区域通过显影去除，留下曝光的部分以作后续电铸步骤的保护膜，曝光量为800-2000mJ，曝光时间1000-2000s；

（4）单面显影1：将除图形开口区域及对位孔区域以外的显影部分（未曝光区域）的干膜清洗掉，保留曝光部分贴膜，显影时间为100-200s；

（5）电铸1：采用电铸的方法将镍金属电铸到曝光区域；

（8）剥离：将电铸层从芯模上剥离。

具体的说,步骤A中第(5)步所述的电铸工艺参数如下:

  电流密度（A/m²）                  2.0-3.0

  电铸时间1(min)                    100-300

  温度（℃）                        50-60

  pH                               4-4.5

  活化时间1（min）                 3-5

    电铸溶液组成：