CN102094221A - 一种干膜湿制程工艺制作smt镍磷合金版的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种干膜湿制程工艺制作SMT镍磷合金版的方法，结合干膜湿制程和镍磷合金电铸工艺制作具有SMT图形开孔的镍磷合金金属薄片，其特征在于，该方法主要包括以下步骤：基板研磨；贴膜；曝光：显影；微电铸；脱模，超声波清洗；检测组装，通过此方法制作的SMT电铸镍磷合金网版具有优异的光滑开孔，在印刷精细间距SMT焊盘时，能够保证焊膏脱模的均匀性和精确度，防止普通激光加工的SMT钢板产生的印刷不良，提升了SMT精细焊盘印刷的良品率。

Description

一种干膜湿制程工艺制作SMT镍磷合金版的方法

技术领域

本发明涉及一种电子组装技术中印刷工艺的SMT钢板制作工艺，具体涉及一种结合干膜湿制程工艺和镍磷合金电铸工艺制作镍版的方法。

 

背景技术

随着电子制造日益精密化、小型化发展趋势，SMT(表面贴装技术)印刷工艺对钢板精细化印刷提出了更高的技术要求。传统的SMT蚀刻钢板、SMT激光切割钢板即使不断改良制造工艺，仍然不能满足SMT印刷工艺中大量出现的各种密间距电子元件的精密印刷要求。业界亟需一种能克服目前这两种钢板印刷固有的缺陷，实现各类精密元件精确印刷，提升SMT精密制造的整体产品良率， 解决SMT制造中的精细印刷工艺难题。

发明内容

为了实现上述技术目的，本发明提供了一种干膜湿制程工艺制作SMT镍磷合金版的方法，结合干膜湿制程和镍磷合金电铸工艺来制作具有SMT图形开孔的薄片镍磷合金金属片，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、基板研磨：

选取平面金属基板，将基板表面清洗研磨，去除表面杂质、划痕及凹凸点，清洗研磨后放置烘箱中烘烤，烘烤温度为40～100℃；

步骤二、贴膜：

采用全自动或半自动贴膜机，将具有UV光固化反应的感光干膜材料，逐层热压上基板，贴膜表面平整无皱折及气泡；

步骤三、曝光：

将带有SMT图形的负片菲林或光罩，以抽真空形式紧贴干膜表面，然后采用半平行光、平行光或点光源曝光机，灯管采用UV灯管曝光，UV光从图形处的透明区照射到干膜上，相应位置的干膜发生光固化反应，使感光材料上显示菲林或光罩上的对应图形，完成曝光作业；

步骤四、显影：

采用显影机，对曝光好的基板进行显影作业，显影时调节显影参数为：

碳酸钠或碳酸钾溶液  重量百分比为0.3～3.0%； 

速度  0.2～2.0mm/s；

压力  0.2～2.0kg；

弱碱溶液的PH值  7.5～14.0；

温度 22.0～40.0℃；

经过显影后，基板上没有被光固化的感光材料溶解于弱碱溶液后被冲洗掉，光固化反应的干膜材料停留在基板上，形成的图形与菲林或光罩上的SMT图形完全一致，干膜图形块厚度为0.05～0.2mm，显影后的基板要停滞10分钟以上或在30～50℃的烘箱中烘烤10分钟以上；

步骤五、微电铸：

微电铸设备由电铸槽、阴阳极、高频直流或脉冲电源、电铸溶液、温控仪器、循环过滤设备及摇摆设备组成，所述电铸溶液为添加次亚磷酸钠的氨基磺酸镍溶液混合溶液，操作步骤是，将显影好的基板固定在阴极铜夹具上，放入电铸槽中，保证槽中溶液高度超过基板高度，连接好电源线，启动摇摆设备左右或上下摇摆，根据要制作的SMT镍磷合金薄片的厚度来设定对应的电流大小和电铸时间，待达到电铸厚度范围后，即自动停止电铸作业，完成电铸；

步骤六、脱模，超声波清洗：

将完成电铸后的基板放入脱模槽中，脱模完成后将基板取出，镊起基板上的镍磷合金薄片，放入超声波槽中清洗，将镍磷合金薄片上开孔内的杂物清除干净后，将镍磷合金薄片放置在托板上，经过水洗烘干后，即完成制作SMT镍磷合金电铸钢板金属片过程；

步骤七、检测组装：

将清洗烘干后的镍磷合金金属薄片依次检查，检查SMT图形的相关尺寸精度、图形准确度、开孔侧壁光滑度、镍金属片厚度，检测满足要求后，将镍金属钢片固定到铝框或铸铁框、铸铝框上，框上用尼龙丝或不锈钢丝网连接框和镍金属钢片，使镍金属钢片保持平整，带有SMT图形镍磷合金金属片的网版即制作完成。

本发明的有益效果是：采用由传统干膜湿制程和镍磷合金电铸工艺组合的方法，创造性地制造出带有复杂图形孔的镍磷合金薄片，可以做印刷精密焊膏的SMT钢板，而不发生少锡、桥接、墓碑或拉尖等不良现象，使各类超精密SMT印刷的良品率大幅提升。

 

附图说明

图1是本发明制作镍磷合金薄片的工艺流程图；

图2是本发明制作SMT镍版的流程示意图；

图3是带有SMT图形镍磷合金金属片的网版结构示意图。

 

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及技术目的，更易于了解，以下接合附图及具体实施例来进一步介绍本发明的方法：

本发明公开了一种结合干膜湿制程工艺和镍磷合金电铸工艺制作SMT镍版的方法，采用干膜湿制程和镍磷合金电铸工艺来制作具有SMT图形开孔的镍磷合金金属薄片，本发明具体实施步骤及工艺细节如下：

步骤一、基板研磨：

选取表面光滑平整的金属片状材料做平面金属基板，基板材料可采用304板或202板等不锈钢基板或覆铜板，厚度在0.3～2.0mm之间，表面粗糙度从2B到BA或8K、16K不等，将基板表面清洗研磨，去除表面杂质，脏污、划痕、凹凸点等不良，清洗研磨后放置烘箱中烘烤一段时间，烘烤温度设为40～100℃。

步骤二、贴膜：

采用全自动或半自动贴膜机，将具有UV 光固化反应的感光干膜材料，在一定温度、速度、压力等参数条件下，逐层热压上基板，干膜材料可以采用所有类型的干膜，单层干膜厚度为10μm到5μm，贴膜后的厚度为50μm到200μm不等，贴膜要求表面平整、无皱折气泡等不良。

步骤三、曝光：

采用半平行光、平行光或点光源曝光机，灯管类型采用金属卤素灯或高压汞灯等UV灯管，将带有SMT图形的负片菲林或光罩，以抽真空形式紧贴干膜表面，根据干膜种类和厚度，设定一定的曝光量进行曝光作业，UV光从图形处的透明区照射到干膜上，相应位置的干膜发生光固化反应，使感光材料上显示菲林或光罩上的对应图形，完成曝光作业。曝光机功率从2KW到10KW不等，曝光量为10C到250C。

步骤四、显影：

采用卧式或立式显影机，对曝光好的基板进行显影作业，显影时调节合适的显影参数，使用浓度为0.3～3.0%（重量百分比）的碳酸钠或碳酸钾溶液，速度设为0.2～2.0mm/s，压力设为0.2～2.0kg，弱碱溶液的PH值为7.5～14.0，温度为22.0～40.0℃，经过显影后，基板上没有光固化的感光材料溶解于弱碱溶液后被冲洗掉，光固化反应的干膜材料停留在基板上，形成的图形与菲林或光罩上的SMT图形完全一致，干膜图形块厚度为0.05～0.2mm。显影后的基板停滞10分钟以上或在30～50℃烘箱烘烤10分钟以上。

从步骤一到步骤四即完成干膜湿制程全过程，此工艺过程把数字化的SMT图形转移到菲林或光罩上，再通过干膜材料，将图形形成干膜图形块在基板上，而感光干膜图形块为绝缘材料，从而完成微电铸所需要的带SMT图形的基板准备工作。

步骤五、微电铸：

微电铸含电铸槽、阴阳极、高频直流或脉冲电源、电铸溶液氨基磺酸镍混合溶液、温控仪器、循环过滤设备、摇摆设备等组成。电铸槽采用绝缘材料制作，如塑料、PP材料等，尺寸规格可按照生产要求。长度从0.5m到10m不等，高度从0.5m到2.0m，槽宽从0.2m到2.0m；阳极可采用钛篮或其它金属框架设计，用于盛装含S硫镍珠、镍饼或其他镍材料，其尺寸规格配合电铸槽来制作；阴极采用铜条等材料设计，用来固定基板；高频电源输出电压2～200V，输出直流电流或交流电流1.0～200A，温控仪器控制溶液温度在30～60℃某一范围，摇摆设备包装阴极在电铸时保持5～20次/分钟的左右或上下摇摆，循环过滤装置保持10μm以下的过滤精度，氨基磺酸镍电铸溶液的主要成分及含量参数如下：

氨基磺酸镍 ： 250～650g/l;

镍含量 ： 20～200g/l ;

氯化镍：5～45 g/l ;

硼酸： 20～50g/l ;

光亮剂 PA： 5～25ml/l;

次亚磷酸钠： 0.01～2.0 g/l；

PH=3.5～6.0，

操作步骤是，将显影好的基板固定在阴极铜夹具上，放入电铸槽中，保证槽中溶液高度超过基板高度，连接好电源线，启动摇摆设备，根据要制作的SMT镍磷合金薄片的厚度来设定对应的电流大小和电铸时间，待达到电铸厚度范围后，即自动停止电铸作业，完成电铸。

步骤六、脱模，超声波清洗：

完成电铸后的基板，放入脱模槽中，脱模完成后，将基板取出，用小刀片轻轻镊起基板上的镍金属片，放入超声波槽中清洗，将镍金属片上开孔内的杂物清除干净，后将镍金属片放置在托板上，经过水洗烘干后，即完成制作SMT镍磷合金电铸钢板金属片3的全过程。该镍磷合金薄片含磷量为0.01～0.5%。脱模槽中溶液为1～10%重量百分含量的氢氧化钠或氢氧化钾溶液，PH=8.0～14.0,温度从35～60℃，超声波频率为200～1000HZ。

步骤七、检测组装：

将清洗烘干后的镍磷合金金属薄片依次检查，检查SMT图形的相关尺寸精度，图形准确度，开孔侧壁光滑度、镍金属片厚度，检测满足客户品质要求后，将镍金属薄片固定到一定规格的铝框或铸铁框、铸铝框1上，框上用尼龙或不锈钢丝网2连接框1和镍金属钢片3，保持一定张力，使镍金属片3保持平整，具有一定弹性，满足焊膏印刷的要求，这样，带有SMT图形镍磷合金金属片的网版全部制作完成。

以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种干膜湿制程工艺制作SMT镍磷合金版的方法，结合干膜湿制程和镍磷合金电铸工艺制作具有SMT图形开孔的薄片镍磷合金金属片，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、基板研磨：

选取平面金属基板，将基板表面清洗研磨，去除表面杂质、划痕及凹凸点，清洗研磨后放置烘箱中烘烤，烘烤温度为40～100℃；

步骤二、贴膜：

采用全自动或半自动贴膜机，将具有UV光固化反应的感光干膜材料，逐层热压上基板，贴膜表面平整、无皱折及气泡；

步骤三、曝光：

将带有SMT图形的负片菲林或光罩，以抽真空形式紧贴干膜表面，然后采用半平行光、平行光或点光源曝光机，灯管采用UV灯管曝光，UV光从图形处的透明区照射到干膜上，相应位置的干膜发生光固化反应，使感光材料上显示菲林或光罩上的对应图形，完成曝光作业；

步骤四、显影：

采用卧式或立式显影机，对曝光好的基板进行显影作业，显影时调节显影参数为：

碳酸钠或碳酸钾溶液： 重量百分比为0.3～3.0%； 

速度：  0.2～2.0mm/s；

压力：  0.2～2.0kg；

弱碱溶液的PH值：  7.5～14.0；

温度： 22.0～40.0℃；

经过显影后，基板上没有被光固化的感光材料溶解于弱碱溶液后被冲洗掉，光固化反应的干膜材料停留在基板上，形成的图形与菲林或光罩上的SMT图形完全一致，干膜图形块厚度为0.05～0.2mm，显影后的基板要停滞10分钟以上或在30～50℃的烘箱中烘烤10分钟以上；

步骤五、微电铸：

微电铸设备由电铸槽、阴阳极、高频直流或脉冲电源、电铸溶液、温控仪器、循环过滤设备及摇摆设备组成，所述电铸溶液为添加次亚磷酸钠的氨基磺酸镍混合溶液，操作步骤是，将显影好的基板固定在阴极铜夹具上，放入电铸槽中，保证槽中溶液高度超过基板高度，连接好电源线，启动摇摆设备左右或上下摇摆，根据要制作的SMT镍磷合金薄片的厚度来设定对应的电流大小和电铸时间，待达到电铸厚度范围后，即自动停止电铸作业，完成电铸；

步骤六、脱模，超声波清洗：

将完成电铸后的基板放入脱模槽中，脱模完成后将基板取出，镊起基板上的镍磷合金薄片，放入超声波槽中清洗，将镍磷合金薄片上开孔内的杂物清除干净后，将镍磷合金薄片放置在托板上，经过水洗烘干，即完成制作SMT镍磷合金电铸钢板金属片（3）的过程；

步骤七、检测组装：

将清洗烘干后的镍磷合金金属薄片依次检查，检查SMT图形的相关尺寸精度、图形准确度、开孔侧壁光滑度、镍金属片厚度，检测满足要求后，将镍金属片（3）固定到铝框或铸铁框、铸铝框（1）上，框上用尼龙丝或不锈钢丝网（2）连接框和镍金属片（3），使镍金属片（3）保持平整，带有SMT图形镍磷合金金属片的网版即制作完成。

2.根据权利要求1所述的一种干膜湿制程工艺制作SMT镍磷合金版的方法，其特征在于：所述基板为不锈钢基板或覆铜板基板，所述基板厚度为0.3～2.0mm。

3.根据权利要求1所述的一种干膜湿制程工艺制作SMT镍磷合金版的方法，其特征在于：所述干膜单层厚度为10～50μm，热压后贴膜的厚度为50～200μm。

4.根据权利要求1所述的一种干膜湿制程工艺制作SMT镍磷合金版的方法，其特征在于：所述曝光机功率为2～10KW,曝光量为10～250C，所述UV灯管为金属卤素灯或高压汞灯。

5.根据权利要求1所述的一种干膜湿制程工艺制作SMT镍磷合金版的方法，其特征在于：所述微电铸设备运行参数为：

高频电源输出电压为2～200V,输出直流电流或交流电流1.0～200A；

温控仪器控制电铸溶液温度在30～60℃；

摇摆设备摇摆频率为5～20次/分钟；

循环过滤装置过滤精度为小于或等于10μm。

6.根据权利要求1或5所述的一种干膜湿制程工艺制作SMT镍磷合金版的方法，其特征在于：所述氨基磺酸镍电铸溶液的主要成分及含量如下：

氨基磺酸镍 ： 250～650g/l；

镍含量 ： 20～200g/l；

氯化镍：5～45 g/l；

硼酸： 20～50g/l；

光亮剂 PA： 5～25ml/l；

次亚磷酸钠： 0.01～2.0 g/l；

PH=3.5～6.0。

7.根据权利要求1所述的一种干膜湿制程工艺制作SMT镍磷合金版的方法，其特征在于：所述脱模槽中溶液包含的组分及参数为：

氢氧化钠或氢氧化钾溶液：重量百分比为1～10%；

PH=8.0～14.0；

温度：35～60℃；

超声波频率：200～1000HZ。

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