CN103974548A - 一种掩模板的制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种掩模板的制作方法，包括电铸制板步骤、蚀刻开口步骤，其特征在于：电铸制板步骤是通过电铸工艺在基板上电铸形成金属板；蚀刻开口步骤是通过蚀刻工艺在金属板上按预设的开口图案蚀刻形成开口，从而形成掩模板。通过本发明提供的方法制作的掩模板，印刷时板面不易粘锡膏、开口下浆效果好，从而提高SMT印刷质量。

Description

一种掩模板的制作方法

技术领域

本发明涉及电子印刷领域，尤其涉及一种掩模板的制作方法。

背景技术

电子电路表面组装技术（Surface Mount Technology，SMT）是一种将无引脚或短引线表面组装元器件安装在印制电路板的表面或其它基板的表面上，通过回流焊或浸焊等方法加以焊接组装的电路装连技术。其相对过去的穿孔插件具有以下优势：组装密度高、电子产品体积小、重量轻，贴片元件的体积和重量只有传统插装元件的1/10左右，一般采用SMT之后，电子产品体积缩小40%～60%，重量减轻60%～80%。

在SMT行业中，使用SMT掩模板印刷工序（即通过SMT掩模板将锡膏转移到PCB板）是一个重要的环节。 SMT掩模板质量直接影响到锡膏转移效果，通常构成SMT掩模板金属材质的晶粒越细腻，则SMT掩模板的质量越高，其印刷效果更好。传统制作SMT掩模板有激光切割、电铸、蚀刻三大工艺。其中蚀刻工艺是在不锈钢材质的金属板上采用蚀刻液选择性腐蚀的方式制作SMT掩模板；激光切割工艺是在不锈钢（SUS）材质的金属板上通过激光切割开口形成SMT掩模板；电铸工艺通过镍加成法形成SMT掩模板。但是蚀刻和激光切割工艺中使用的不锈钢晶粒比较大板面及开口侧壁不够光滑，在SMT印刷工序中存在板面容易粘锡膏、下浆效果差等缺陷；电铸工艺制作SMT掩模板往往存在电铸开口存留残膜导致开口质量差的问题。

本发明主要是针对以上问题提出一种掩模板的制作方法，较好的解决以上所述问题。

发明内容

有鉴于此，需要克服上述现有技术中的所述缺陷的至少一个。本发明提供了一种掩模板的制作方法包括电铸制板步骤、蚀刻开口步骤，其特征在于：

所述电铸制板步骤是通过电铸工艺在基板上电铸形成金属板；

所述蚀刻开口步骤是通过蚀刻工艺在所述金属板上按预设的开口图案蚀刻形成开口，从而形成掩模板。

进一步地，所述电铸工艺包括：

S1、基板前处理步骤：将基板的表面清洗干净；

S2、电铸步骤：将经过前处理步骤的所述基板作为阴极放入电铸槽进行电铸形成电铸层；

S3、剥离步骤：将所述电铸层与所述基板剥离，剥离后的所述电铸层即为所述的金属板。

进一步地，在所述剥离步骤之后还包括清洗步骤、烘干步骤。

进一步地，所述电铸层厚度为20μm≤a1≤200μm。

进一步地，所述电铸层厚度为50μm≤a1≤150μm。

进一步地，在所述蚀刻工艺之前或之后还包括按一定的尺寸要求裁除所述金属板周边多余部分。

进一步地，所述裁除所述金属板周边多余部分的方法为机械裁剪或激光切除。

进一步地，所述电铸步骤的电铸材料为镍或镍基合金。

进一步地，所述蚀刻工艺还包括在金属板上蚀刻形成凹陷区域。

进一步地，所述蚀刻工艺包括：

a、贴膜步骤：将所述金属板的两面进行贴膜；

b、曝光步骤：将经过所述贴膜步骤的所述金属板的两面按照预设图案进行选择性曝光，在所述金属板两面的所述膜上形成曝光膜区域和未曝光膜区域；

c、显影步骤：将经过所述曝光步骤的所述金属板进行显影，将所述曝光步骤中未曝光区域的膜除去，被去除膜的金属板区域形成裸露金属板区域；

d、蚀刻步骤：将经过所述显影步骤的所述金属板进行蚀刻，将裸露金属板区域蚀刻成开口或凹陷区域；

e、褪膜步骤：将经过所述蚀刻步骤的所述金属板进行褪膜，通过褪膜步骤将所述曝光区域的膜除去。

本发明所提供的掩模板的制作方法，其优势在于：通过电铸工艺形成的金属板晶粒比较细腻，板面及蚀刻形成的开口侧壁光滑，印刷时板面不易粘锡膏、开口下浆效果好，从而提高SMT印刷质量，改善了传统通过蚀刻或激光切割不锈钢工艺制作SMT掩模板的板面粗糙、开口侧壁不光滑产生的板面粘锡膏、下降效果差等现象，同时消除了传统电铸工艺中存在的因开口有残膜导致开口质量差的缺陷。

本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1所示为本发明完成电铸步骤的截面示意图；

图2 所示为本发明完成剥离步骤后金属板的截面示意图；

图3所示为本发明完成贴膜步骤的截面示意图；

图4所示为本发明完成曝光步骤的截面示意图；

图5所示为本发明完成显影步骤的截面示意图；

图6所示所示为本发明完成蚀刻步骤的截面示意图；

图7所示为本发明带有局部减薄结构的掩模板的截面示意图；

图8所示为本发明均匀厚度的掩模板的截面示意图；

图9所示为本发明具有局部加厚结构的掩模板的截面示意图；

图10所示为本发明掩模板的平面结构示意图；

其中，图1中，10为基板，11电铸层（即金属板）；

图3中，30为膜；

图4中，40为曝光区域的膜；

图5中，50为裸露金属板区域；

图6中，60为蚀刻形成的凹陷区域，61为蚀刻形成的开口；

图7中，70代表掩模板整体。

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，而不能解释为对本发明的限制。

根据本发明的实施例，如图1~图7所示，提供了一种掩模板的制作方法，包括电铸制板步骤、蚀刻开口步骤， 电铸制板步骤是通过电铸工艺在基板上电铸形成金属板（如图1~图2所示）；蚀刻开口步骤是通过蚀刻工艺在金属板上按预设的开口图案蚀刻形成开口，从而形成掩模板（蚀刻工艺如图3~图7所示）。

下面将结合附图详细描述本发明的掩模板的制作方法。

根据本发明的一些实施例，如图1~图2所示，上述所述电铸工艺包括：

S1、基板前处理步骤：将基板10的表面清洗干净，为保证电铸层表面的质量，基板10表面需要处理的平整干净，没有凹坑、凸起及杂质；

S2、电铸步骤：如图1所示，将经过前处理步骤的基板10作为阴极放入电铸槽进行电铸形成电铸层11；

S3、剥离步骤：如图2所示，将电铸层11与基板10剥离，剥离后的电铸层11即为金属板。

根据本发明的一些实施例，在剥离步骤之后还包括清洗步骤、烘干步骤，保证在蚀刻开口步骤中金属板11的板面干净、干燥。

优选地，在电铸步骤之后、剥离步骤之前包括清洗步骤、烘干步骤，将电铸层带有的电铸液清洗干净且表面干燥。

根据本发明的一些实施例，电铸层11厚度为20μm≤a1≤200μm。

优选地，电铸层11厚度为50μm≤a1≤150μm。

在电铸步骤中，电铸层11的厚度可以根据具体要求在电铸溶液参数及电流参数不变的情况下改变电铸时间来控制，电铸时间越长电铸层11越厚，例如电铸层的厚度a1可以为25μm、50μm、60μm、75μm、88μm 、100μm。

根据本发明的一些实施例，在蚀刻工艺之前或之后还包括按一定的尺寸要求裁除金属板11周边多余部分（图中未示出），使金属板11的尺寸符合规定的要求，例如矩形掩模板的长度尺寸为375mm、宽度尺寸为400mm。

根据本发明的一些实施例，裁除金属板11周边多余部分的方法为机械裁剪或激光切除。

根据本发明的一些实施例，电铸步骤的电铸材料为镍或镍基合金，例如电铸材料为镍铁合金或镍钴合金或镍铁钴合金。

在SMT印刷领域中SMT掩模板根据需要设计成厚度均匀的普通掩模板（如图8所示）或板面上带有局部加厚结构（如图9所示）或局部减薄结构（如图7所示），局部加厚结构和局部减薄结构可以通过蚀刻工艺在板面上蚀刻形成凹陷区域制成。下面结合附图详细描述制作掩模板上开口和凹陷区域的蚀刻工艺。

根据本发明的一些实施例，蚀刻工艺还包括在金属板上蚀刻形成凹陷区域，通过蚀刻形成的凹陷区域制作掩模板上局部加厚结构或局部减薄结构。

根据本发明的一些实施例，如图3~图7所示，上述所述蚀刻工艺包括：

a、贴膜步骤：如图3所示，将金属板11的两面进行贴膜30；

b、曝光步骤：如图4所示，将经过贴膜步骤的金属板11的两面按照预设图案进行选择性曝光，在金属板两面的膜30形成曝光膜区域和未曝光膜区域，40为曝光区域的膜；

c、显影步骤：如图5所示，将经过曝光步骤的金属板11进行显影，将曝光步骤中未曝光区域的膜30除去，被去除膜的金属板区域形成裸露金属板区域50；

d、蚀刻步骤：如图6所示，将经过显影步骤的金属板11进行蚀刻，将露出的裸露金属板区域50蚀刻成开口61或凹陷区域，凹陷区域形成掩模板上的局部减薄结构60，图6中开口和凹陷区域可以通过双面蚀刻一次性制作，也可通过两次单面蚀刻制作；

e、褪膜步骤：如图7所示，将经过蚀刻步骤的金属板11进行褪膜，通过褪膜步骤将曝光区域的膜40除去，即获得SMT掩模板。

在蚀刻液参数相同的情况下通过调整蚀刻速度及蚀刻压力参数来控制蚀刻深度，蚀刻速度越慢、蚀刻压力越大蚀刻深度越大，蚀刻凹陷区域a2小于金属板11的厚度a1。

在制作如图7、图9所示的掩模板的蚀刻步骤中，可以通过一次双面蚀刻形成，也可以通过两次单面蚀刻形成。

如图7所示为带有局部减薄结构的SMT掩模板，开口61和凹陷区域60通过一次双面蚀刻工艺制作时，在图5所示的上表面的50区域蚀刻形成开口，下表面的50区域蚀刻形成凹陷区域，并且在蚀刻步骤中，上侧蚀刻压力大于下侧蚀刻压力，以保证在完成蚀刻步骤后上表面能够蚀刻透形成开口61，下表面蚀刻形成凹陷区域60且不会将金属板11蚀刻透。

如图9所示带有局部加厚结构的SMT掩模板，通过一次双面蚀刻制作时，下侧蚀刻压力大于上侧蚀刻压力。

图10所示为图7中所示掩模板带有局部减薄结构（60）一侧的平面结构示意图，61为开口，60为凹陷部。

本发明的有益效果在于，通过电铸工艺形成的金属板11晶粒比较细腻，板面及蚀刻形成的开口61侧壁光滑，印刷时板面不易粘锡膏、开口下浆效果好，从而提高SMT印刷质量，改善了传统通过蚀刻或激光切割不锈钢工艺制作的SMT掩模板因板面不够及开口侧壁不够光滑产生的粘锡膏、下降效果差等现象，同时消除了传统电铸工艺中存在的因开口有残膜导致开口质量差的缺陷。

尽管参照本发明的多个示意性实施例对本发明的具体实施方式进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本发明原理的精神和范围之内。具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本发明的精神。除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种掩模板的制作方法，包括电铸制板步骤、蚀刻开口步骤，其特征在于：

所述电铸制板步骤是通过电铸工艺在基板上电铸形成金属板；

所述蚀刻开口步骤是通过蚀刻工艺在所述金属板上按预设的开口图案蚀刻形成开口，从而形成掩模板。

2.根据权利要求1所述的掩模板的制作方法，其特征在于，所述电铸工艺包括：

S1、基板前处理步骤：将基板的表面清洗干净；

S2、电铸步骤：将经过所述前处理步骤的所述基板作为阴极放入电铸槽进行电铸形成电铸层；

S3、剥离步骤：将所述电铸层与所述基板剥离，剥离后的所述电铸层即为所述的金属板。

3.根据权利要求2所述的掩模板的制作方法，其特征在于，在所述剥离步骤之后还包括清洗步骤、烘干步骤。

4.根据权利要求2所述的掩模板的制作方法，其特征在于，所述电铸层厚度为20μm≤a1≤200μm。

5.根据权利要求4所述的掩模板的制作方法，其特征在于，所述电铸层厚度为50μm≤a1≤150μm。

6.根据权利要求1所述的掩模板的制作方法，其特征在于，在所述蚀刻工艺之前或之后还包括按一定的尺寸要求裁除所述金属板周边多余部分。

7.根据权利要求6所述的掩模板的制作方法，其特征在于，所述裁除所述金属板周边多余部分的方法为机械裁剪或激光切除。

8.根据权利要求1所述的掩模板的制作方法，其特征在于，所述电铸步骤形成的所述金属板的材料为镍或镍基合金。

9.根据权利要求1所述的掩模板的制作方法，其特征在于，所述蚀刻工艺还包括在所述金属板上蚀刻形成凹陷区域。

10.根据权利要求1或9所述的掩模板的制作方法，其特征在于，所述蚀刻工艺包括：

a、贴膜步骤：将所述金属板的两面进行贴膜；

b、曝光步骤：将经过所述贴膜步骤的所述金属板的两面按照预设图案进行选择性曝光，在所述金属板两面的所述膜上形成曝光膜区域和未曝光膜区域；

c、显影步骤：将经过所述曝光步骤的所述金属板进行显影，将所述曝光步骤中未曝光区域的膜除去，被去除膜的金属板区域形成裸露金属板区域；

d、蚀刻步骤：将经过所述显影步骤的所述金属板进行蚀刻，将所述裸露金属板区域蚀刻成开口或凹陷区域；

e、褪膜步骤：将经过所述蚀刻步骤的所述金属板进行褪膜，通过褪膜步骤将所述曝光区域的膜除去。