CN103203956B

CN103203956B - 一种台阶模板的制作工艺

Info

Publication number: CN103203956B
Application number: CN201210010730.0A
Authority: CN
Inventors: 魏志凌; 高小平; 王峰; 孙倩
Original assignee: Kunshan Power Stencil Co Ltd
Current assignee: Kunshan Power Stencil Co Ltd
Priority date: 2012-01-16
Filing date: 2012-01-16
Publication date: 2016-12-14
Anticipated expiration: 2032-01-16
Also published as: CN103203956A

Abstract

一种台阶模板的制作工艺。其制作工艺流程如下：电铸第一电铸层：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→褪膜→剥离；蚀刻PCB面的凹陷台阶(down step)：电铸层双面贴膜→PCB面曝光→PCB面显影→PCB面蚀刻→褪膜→后续处理（除油、酸洗）。由此工艺制备得到的模板，PCB面具有凹陷台阶区域，平面区域具有图形开口，凹陷区域无开口。本发明涉及的纯电铸工艺解决的技术问题如下：制作的电铸模板PCB面具有凹陷台阶(down step)；制得的整体电铸模板的开口孔壁光滑，无毛刺、渗镀等不良现象，表面质量好，无针孔、麻点等不良缺陷；板面的厚度均匀性COV在10%以内；板面一级光亮，蚀刻后down step区域光亮度均匀。

Description

一种台阶模板的制作工艺

技术领域

本发明涉及一种台阶模板的制作工艺，属于材料制造和加工领域，具体涉及PCB制造领域中一种PCB面具有凹陷台阶(down step)台阶区域、且平面区域具有图形开口凹陷台阶(down step)区域无图形开口的印刷用掩模板的制作工艺。

背景技术

随着电子产品追求小型化，以前使用的穿孔插件元件已无法缩小；电子产品功能更完整，所采用的集成电路（IC）已无法穿孔元件，特别是大规模、高集成IC，不得不采用表面贴片元件，因此模板印刷工艺在电子制造业得到了迅速的发展，SMT印刷就是典型。模板的采购不仅是SMT装配工艺的第一步，它也是最重要的一步。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光板上准确的位置。锡膏阻塞在模板上越少，沉积在电路板上就越多。因此对模板的开口质量要求是越光滑越好。尤其对于一些特殊的PCB板，如PCB板上有一些特殊部位需要锡膏的量比其他部位要多或是少，因此必须得对对应模板的部位进行加厚或减薄处理,一般来说，up区域需要制作图形，down区域不需要制作图形。

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。因此蚀刻工艺多应用于阶梯模板。

电铸是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。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，开口旁具有边缘效应，因此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，改进锡膏释放效果。对于局部加厚的技术来说，其重点在于电铸完后，曝光down step时对位精度的问题。

因此，如何利用已有的蚀刻、电铸工艺更好、更快地制作出PCB面具有down台阶的金属模板具有重要意义。

发明内容

本发明旨在解决以上技术问题，发明一种台阶模板的制作工艺。利用此制作工艺制作而成的金属模板，PCB面具有凹陷台阶（down step），且down step区域的无图形开口。

一种台阶模板的制作工艺。其工艺流程如下：

电铸第一电铸层：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→褪膜→剥离；

蚀刻PCB面的down step：电铸层双面贴膜→PCB面曝光→PCB面显影→PCB面蚀刻→褪膜→后续处理（除油、酸洗）。

具体的说，各步骤的具体工艺流程为：

电铸第一电铸层：

（1）芯模处理：选择1.8mm不锈钢作为芯模，并将基板裁剪成所需要的尺寸；

（2）前处理：芯模除油、酸洗，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芯模的结合力。

（3）贴膜1：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。

（4）曝光1：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。

（5）单面显影1：将未曝光干膜显影清除。

（6）电铸1：电铸材料沉积在无干膜区域，克隆出与曝光图形一致的开口图形。

（7）褪膜：将干膜褪膜清洗。

（8）剥离：第一次电铸完成后，将电铸层从芯模上剥离下来。

蚀刻PCB面的down step：

（1）电铸层双面贴膜：将电铸层双面贴膜。

（2）PCB面曝光：印刷面和PCB面的凹陷台阶区域以外的区域曝光，曝光后的干膜作为后续蚀刻工艺的保护膜，避免铸层被腐蚀液侵蚀。

（3）PCB面显影：未曝光干膜通过显影工艺清除，显影后进行显影检查（是否掉膜、蹭膜、显影未尽等现象），若无问题进入蚀刻印刷面down step的工序。

（4）PCB面蚀刻：通过贴膜、曝光、显影后的基板送入卧式蚀刻机内，通过喷淋的方式将蚀刻液喷淋到基板的PCB面，在无曝光干膜的基板表面产生化学反应，刻蚀掉一层钢片，这样就在PCB面上形成了凹陷台阶区域，如图2中的4所示。

（5）褪膜：蚀刻完成后，褪膜清洗。

（6）后续处理：将刻蚀好的模板进行除油、酸洗。

电铸时，通过前处理增加喷砂时间、电铸前增加活化时间等方式来提高芯模与镀层之间的结合力，防止镀层脱落，通过实验做好的阳极挡板来控制电流密度线，使之在图形区域范围内第一电铸层沉积厚度均匀性COV在10%以内；通过调整电铸添加剂的量来保证镀层质量，如镀层光亮、无针孔、麻点；显影时通过控制显影点来达到镀层开口孔壁质量好，无毛刺、渗镀。

优选地，各个步骤的具体的工艺参数如下：

曝光显影工艺参数如下：

芯模尺寸（mm）	8006001.8
		曝光量1（mj）	1200～2000
曝光时间1（s）	900～2500
		单面显影1时间（s）	120～180
曝光2量（mj）	300～500
		曝光时间2（s）	180～360
双面显影2时间（s）	120～180

蚀刻工艺参数如下：

蚀刻液比重	1.30～1.50
		Fe³⁺浓度（g/L）	100～300
pH	1.4～1.8
		温度（℃）	50～60
压力（pis）	10～20
		蚀刻速度	8～20Hz

电铸的工艺参数如下：

这样就制作出如图2所示的台阶模板，而该种印刷模板的印刷过程如图1所示，PCB面的凹陷台阶，其主要作用为避开PCB板面上的凸起区域。

本专利发明的PCB面具有凹陷台阶的模板，与以往SMT网板相比，有以下明显有益效果：

（1）能够制作PCB面具有down step的电铸模板；

（2）无论是基板图形区域的开口质量好，孔壁光滑，无毛刺、渗镀等不良现象

（3）down step图形区域与基板的位置精度高；

（4）模板厚度均匀性好，均匀性COV在10%以内；

（5）板面一级光亮，表面无麻点、针孔、凹坑等缺陷。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解。

图1.PCB面down区域剖视图

1-PCB基板

2-模板

3-焊接基台

4-平面开口

5-PCB板上的凸起区域

6-PCB面down区域

7-印刷面

8-PCB面

图2、模板PCB面down示意图

1-模板

2-模板平面开口

3-模板PCB面down区域

4-模板PCB面

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

一种台阶模板的制作工艺。

其工艺流程如下：

具体的说，各步骤的具体工艺流程为：

电铸第一电铸层：

（5）单面显影1：将未曝光干膜显影清除。

（7）褪膜：将干膜褪膜清洗。

蚀刻PCB面的down step：

（1）电铸层双面贴膜：将电铸层双面贴膜。

（5）褪膜：蚀刻完成后，褪膜清洗。

（6）后续处理：将刻蚀好的模板进行除油、酸洗。

一组优选工艺参数如下：

曝光显影工艺参数：

芯模尺寸（mm）	8006001.8
		曝光量1（mj）	1500
曝光时间1（s）	1500
		单面显影1时间（s）	150
曝光2量（mj）	400
		曝光时间2（s）	270
双面显影2时间（s）	150

蚀刻工艺参数如下：

蚀刻液比重	1.40
		Fe³⁺浓度（g/L）	150
pH	1.6
		温度（℃）	55
压力（pis）	15
		蚀刻速度	14Hz

电铸的工艺参数如下：

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims

1.一种台阶模板的制作工艺,其工艺流程如下：

电铸第一电铸层：芯模处理→前处理→贴膜1→曝光1→单面显影1→电铸1→褪膜→剥离；

蚀刻PCB面的凹陷台阶：电铸层双面贴膜→PCB面曝光→PCB面显影→PCB面蚀刻→褪膜→后续处理；

其中，电铸第一电铸层步骤中：芯模处理是选择不锈钢作为芯模，并将基板裁剪成所需尺寸；所述前处理是将芯模进行除油、酸洗和喷砂处理；贴膜1是选择附着力高的干膜，在芯模表面进行贴膜；曝光1是对所贴干膜进行曝光，曝光区域为开口图形区域；单面显影1是将未曝光干膜显影清除；电铸1是将电铸材料沉积在无干膜区域，克隆出与曝光图形一致的开口图形；褪模是将干膜褪膜清洗；剥离是第一次电铸完成后，将第一电铸层从芯模上剥离下来；

蚀刻PCB面的凹陷台阶步骤中：电铸层双面贴膜是将电铸层双面贴膜；PCB面曝光是将印刷面和PCB面的凹陷台阶区域以外的区域曝光；PCB面显影是将未曝光干膜通过显影工艺清除；PCB面蚀刻是在无曝光干膜的基板表面产生化学反应，蚀刻掉一层钢片，这样就在PCB面上形成了凹陷台阶区域；褪膜是蚀刻完成后，将保护膜清洗褪除；后续处理是将蚀刻好的模板进行除油、酸洗。

2.根据权利要求1所述的台阶模板的制作工艺，其特征在于，基板材料为纯镍、镍铁合金中的任意一种。

3.根据权利要求1所述的台阶模板的制作工艺，其特征在于，制备得到的台阶模板的PCB面具有凹陷台阶区域。

4.根据权利要求1所述的台阶模板的制作工艺，其特征在于，制备得到的台阶模板具有开口图形，且开口图形分布在平面区域，凹陷区域无开口图形。

5.根据权利要求1所述的台阶模板的制作工艺，其特征在于，前处理工艺参数如下：

除油时间 1～2min 酸洗时间 1～2min 喷砂时间 2～3min 压力（psi） 1～5

。

6.根据权利要求1所述的台阶模板的制作工艺，其特征在于，曝光显影工艺参数如下：

芯模尺寸（mm） 800*600*1.8 曝光1量（mj） 1200～2000 曝光1时间（s） 900～2500 单面显影1时间（s） 120～180 PCB面曝光量（mj） 300～500 PCB面曝光时间（s） 180～360 PCB面显影时间（s） 120～180

。

7.根据权利要求1所述的台阶模板的制作工艺，其特征在于，蚀刻工艺参数如下：

蚀刻液比重 1.30～1.50 Fe³⁺浓度（g/L） 100～300 pH 1.4～1.8 温度（℃） 50～60 压力（psi） 10～20 蚀刻速度 8～20Hz

。

8.根据权利要求1所述的台阶模板的制作工艺，其特征在于，电铸的工艺参数如下：

。