CN114506000A - 基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具及其制备方法，基于PCB工艺中的mSAP工艺制备所述压印模具，制备方法包括步骤：提供基板，在基板上制备待压印图形层，在待压印图形层上制备预设金属镀层，在预设金属镀层上制备防黏处理层。本发明利用改良型半加成工艺(mSAP)制备压印模具，对压印模具表面形成预设金属镀层并进行防黏处理形成防黏处理层，将压印技术应用到PCB板的制作中，经过PCB工艺制备金属线路，适于大尺寸PCB板，可以极大地提高复杂特征尺寸不一致的线路的均匀性，陡直度高，工艺稳定性好，能保证批量生产，容易满足模具在PCB压印过程中硬度、拉伸强度等要求。

Description

基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具及其制备方法
技术领域
本发明属于印刷线路板制造技术领域，特别是涉及一种基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具及其制备方法。
背景技术
压印技术是一种微纳制造工艺，利用模具在基材上制造微观图形，广泛应用于光学器件，LED制造等领域。它是一种高解析度、高精度、高效率和低成本的图形转移方式，适应电子电路密集化，能够使线路形状更细，绝缘介质更薄，电气性能更好。压印图形技术首先是制作特征图形的模具，即压印模板，然后在衬底基材上涂好压印胶后，将模板和基材相对放置，根据压印胶的性质不同，调整外加机械压力的大小、温度和时间等条件，使处于黏流态或液态下的压印胶逐渐填充模板上的图形结构，然后将压印胶固化，脱模，形成压印图形。
然而，到目前为止，压印技术在印制线路板方面的研究并不多，主要有以下几个方面：一，现在市场上模板的尺寸大多为6寸、8寸、12寸，模板大于12寸的几乎没有。而PCB试板尺寸都偏大，正常大小都在20寸左右，目前市场上不能提供针对PCB制造领域需求的大尺寸模板；二，目前制作模板的材料通常包括硅片、石英片、碳化硅、氮化硅等，但此类材料比较脆，不能满足PCB压印过程中硬度、拉伸强度等要求；三，目前模板的制作工艺主要有电子束、离子束、X射线等光刻法，按这些方法制作模板效率很低，成本也相对昂贵，很难适合于工业化生产用模要求；湿法刻蚀等工艺尺寸也偏小，不能满足PCB试板尺寸要求；而其他非传统方法如原子力刻蚀、自组装技术等用于制作压印模板，操作简单，成本相对较低，但是大面积范围有序度很难控制，仅适合于研究领域。四，目前的模板图形微观上多为周期重复图形，而线路板图形设计复杂，不会在微观上为周期重复图形，导致模板制作比较复杂，特征尺寸不一致，压印胶深度和均匀性控制很难。
因此，制作高质量、高精度的压印模板是将压印工艺应用于印制线路板的核心问题。如何提供一种基于压印技术的印刷线路板制作用的压印模具及其制备方法，以解决现有技术中的上述问题实属必要。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具及其制备方法，用于解决现有模板制作比较复杂，模板制作尺寸受限、材料要求高以及大面积印刷线路板难以基于压印技术有效制备等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具的制备方法，基于PCB工艺中的mSAP工艺制备制备所述压印模具，所述制备方法包括如下步骤：
提供基板，所述基板适于PCB制作且能进行多次压印；
在所述基板的至少一侧制备待压印图形层，所述待压印图形层中制备有待压印图形；
在所述待压印图形层远离所述基板的一面制备预设金属镀层；
对所述预设金属镀层表面进行防黏处理，以形成防黏处理层。
可选地，所述基板包括聚马来酰亚胺三嗪树脂基板及陶瓷基板中的至少一种；其中，所述陶瓷基板包括Al2O3基板、BeO基板以及AlN基板中的任意一种。
可选地，所述基板玻璃化转变温度前基板的膨胀系数介于0.1ppm～20ppm之间；玻璃化转变温度后的膨胀系数为0.1～100ppm；所述基板的玻璃化转变温度大于200℃；所述基板的厚度大于1mm；所述基板的尺寸大于等于15寸。
可选地，采用化学镀工艺制备的所述预设金属镀层。
可选地，基于PCB mSAP工艺制作所述压印模具包括：通过层压、曝光、显影、电镀、去膜、化镍流程制备金属镍模板，所述金属镍构成所述预设金属镀层，所述预设金属镀层的压印模具利于微观不规则、周期不重复的模板图形的制作；其中，先通过mSAP工艺制得铜模板，构成所述基板，再通过化学镀镍工艺在铜上镀上一层镍形成镍模板。
可选地，所述预设金属镀层为非晶态镍磷合金材料层，其中，含磷量在1％～4％。
可选地，所述预设金属镀层平整度，Ra≤300nm；所述预设金属镀层厚度介于3～5μm之间。
可选地，基于液相沉积法形成所述防黏处理层，所述防黏处理层包括网状自组装单层膜。
可选地，形成所述网状自组装单层膜的步骤包括：对所述预设金属镀层的表面进行羟基化处理，形成有所述预设金属镀层的基板在H2SO4和H2O2的混合溶液中浸泡，通过物理吸附作用，表面形成羟基化；将羟基化后的基板直接浸入到0.5％～1.5％的含氟有机硅衍生物溶液中，然后在60～70℃下静置0.8～1.2h，卤素元素发生水解，硅周围的氯原子被取代，形成Si-OH键，最后基板上的Si-OH键与含氟有机硅衍生物氢键结合发生脱水，最终以Si-O-Si共价键形式结合成网状自组装单层膜，所述含氟有机硅衍生物包括F17-FDTS。
可选地，基于介质层材料层制备印刷线路板图形，其中，所述压印模具的具有所述待压印图形的一面构成压印面，所述压印面与所述介质层材料层配合进行压印。
可选地，所述介质层材料为含Si球的环氧树脂基的聚合物膜状树脂，所述Si球状尺寸介于0.1～5μm之间；所述环氧树脂基存在两类官能团，以实现两段固化，其中，所述介质层材料为含Si球的环氧树脂基的聚合物膜状树脂，所述Si球状尺寸介于0.1～5μm之间；所述环氧树脂基存在两类官能团，以实现两段固化，其中，形成压印图形的过程中，基于第一类官能团控制半固化条件为：温度介于100～140℃之间，半固化时间介于5～15min之间，控制真空泵压力介于0.5～5Mpa之间，以基于第一类官能团利于脱模；基于第二类官能团控制固化条件为：温度介于160～200℃之间，固化时间介于30～60min之间，以提高能到的压印图形的均匀性、陡直度、工艺稳定性。
可选地，形成所述待压印图形层的步骤包括：在所述基板上形成垫层；在所述垫层上形成图形化干膜，所述图形化干膜中形成有显露所述垫层的图形窗口；在所述窗口中制备电镀金属线路，以得到所述待压印图形层。
本发明还提供一种基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具，优选采用本发明的上述制备方法制备得到，所述压印模具包括：
基板；
待压印图形层，形成在所述基板至少一侧，所述待压印图形层中制备有待压印图形；
预设金属镀层，形成在所述待压印图形层远离所述基板的一面；
防黏处理层，形成在所述预设金属镀层远离所述待压印图形层的一面。
可选地，所述预设金属镀层为非晶态镍磷合金材料层，其中，含磷量在1％～4％；所述预设金属镀层平整度，Ra≤300nm；所述预设金属镀层厚度介于3～5μm之间。
可选地，所述防黏处理层包括网状自组装单层膜。
可选地，所述基板玻璃化转变温度前基板的膨胀系数介于0.1ppm～20ppm之间；玻璃化转变温度后的膨胀系数为0.1～100ppm；所述基板的玻璃化转变温度大于200℃；所述基板的厚度大于1mm；所述基板的尺寸大于等于15寸。
可选地，所述基板包括聚马来酰亚胺三嗪树脂基板及陶瓷基板中的至少一种；其中，所述陶瓷基板包括Al2O3基板、BeO基板以及AlN基板中的任意一种。
如上所述，本发明的基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具及其制备方法，利用改良型半加成工艺(mSAP)制备压印模具，对压印模具表面形成预设金属镀层并进行防黏处理形成防黏处理层，将压印技术应用到PCB板的制作中，经过PCB工艺制备金属线路，适于大尺寸PCB板，可以极大地提高复杂特征尺寸不一致的线路的均匀性，陡直度高，工艺稳定性好，能保证批量生产，容易满足模具在PCB压印过程中硬度、拉伸强度等要求。
附图说明
图1显示为本发明基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具的制备的工艺流程图。
图2显示为本发明一示例压印模具制备中在基板上形成待压印图形层的示意图。
图3显示为本发明一示例压印模具制备中形成预设金属镀层的示意图。
图4显示为本发明一示例压印模具制备中形成防黏处理层的示意图。
图5显示为本发明一示例提供待压印基板的结构示意图。
图6显示为本发明一示例基于本发明的压印模具形成压印图形的示意图。
图7显示为本发明一示例双面待压印图形压印模具制备中提供模具芯板的示意图。
图8显示为本发明一示例双面待压印图形压印模具制备中压膜形成图形的示意图。
图9显示为本发明一示例双面待压印图形压印模具制备中去膜得到压印模具的示意图。
元件标号说明
100 压印模具
100a 压印面
101 基板
102 待压印图形层
103 预设金属镀层
104 防黏处理层
200 待压印基体
201 衬底
202 介质层
203 压印图形
300 模具芯板
301、302 铜层
303 干膜
304 待压印图形层
400 待压印基体
S1～S4 步骤
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。另外，本发明中使用的“介于……之间”包括两个端点值。
在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，其组件布局型态也可能更为复杂。
如图1所示，本发明提供一种基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具的制备方法，包括如下步骤：
S1，提供基板；
S2，在所述基板的至少一侧制备待压印图形层，所述待压印图形层中制备有待压印图形；
S3，在所述待压印图形层远离所述基板的一面制备预设金属镀层；
S4，对所述预设金属镀层表面进行防黏处理，以形成防黏处理层。
下面将结合附图详细说明本发明的基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具的制备方法，其中，需要说明的是，上述顺序并不严格代表本发明所保护的基于压印技术的印刷线路板的制备方法的制备顺序，本领域技术人员可以依据实际工艺进行步骤顺序之间的改变。其中，图1仅示出了本发明一种示例中的基于压印技术的印刷线路板的制备方法的制备步骤
首先，如图1中的S1、S2及图2所示，提供基板101，在所述基板101的至少一侧制备待压印图形层102，所述待压印图形层102中制备有待压印图形，以用于压印模具100制备，所述基板101优选为适合PCB制作能多次压印的基板。
作为示例，模板主体包括基板101以及形成在所述基板101至少一表面的待压印图形层102，所述待压印图形层102中形成有所述待压印图形。即，可以是形成单元待压印图形层，也可以是在所述基板相对的两个表面均形成所述待压印图形层。
所述基板101可以是聚马来酰亚胺三嗪树脂基板或陶瓷基板；其中陶瓷基板可以是Al2O3、BeO、AlN等类型的陶瓷基板。所述基板性能好硬度高、涨缩小，玻璃化转变温度前基板的膨胀系数介于0.1ppm～20ppm之间，例如，可以是0.5ppm、5ppm、6ppm；玻璃化转变温度后的膨胀系数为0.1～100ppm，例如，可以是10ppm、20ppm、50ppm。基板的玻璃化转变温度大于200℃，可以是300℃、500℃。所述基板的厚度大于1mm，如可以是2mm、3mm、5mm；不易产生翘曲，对压印图形深度控制有益。所述基板的尺寸大于等于15寸。
此外，所述待压印图形层102的厚度介于10～50μm之间，如，20μm、25μm、30μm，当然可以依据实际需求进行选择；所述待压印图形层102的材料可以是铜材料层。上述规格设计的基板和待压印图形层有利于确保所述压印模具(如上述镍模板)的刚性和尺寸稳定性，避免了基板在压印及脱模过程中发生翘曲、变形，而影响模板的使用次数，并导致压印出来的图形深度各异，为后续PCB电镀、去面铜均匀性增加难度等问题。
作为示例，形成所述待压印图形层的步骤包括：在所述基板101上形成垫层，可参见图7所示，所述铜层301、302作为了此处所述的垫层，所述垫层可以选择为Cu层，厚度可以为1Oz；在所述垫层上形成图形化干膜，所述图形化干膜中形成有显露所述垫层的图形窗口；在所述窗口中制备电镀金属线路，以得到所述待压印图形层102。
接着，如图1中的S3及图3所示，在所述待压印图形层102远离所述基板101的一面制备预设金属镀层103。
作为示例，所述预设金属镀层103形成在所述待压印图形的表面，也就是说，所述待压印图形层102表面形成一层金属层，即，所述预设金属镀层103，从而基于所述预设金属镀层103与待压印结构实现压印。在一示例中，所述预设金属镀层103的厚度介于3～5μm之间，例如，可以是3.5μm、4μm、4.5μm。在一示例中，所述预设金属镀层是一种非晶态镍磷合金，其中含磷量在1％～4％(质量百分比)，属于低磷，镀态HV非常高。当然，其他示例中也可以是镍层。另外镀层平整度非常高，Ra≤300nm，例如，50nm、100nm、200nm。
在一可选示例中，所述预设金属镀层103采用化学镀工艺制备，化学稳定性好。另外，在一示例中，所述预设金属镀层103优选为镍层，可以与所述压印图形层及后续的防黏处理层实现良好的配合，且利于与介质层材料配合使用。其中，化镍模板表面比较光滑，粗糙度小，镍层厚度均匀致密，深镀能力强，抗蚀性强，镀层结合力好。另外，属镍模板本身也有硬度高，表面能较低、界面张力小等优点，表现对聚合物胶层的不浸润性和化学惰性。在后续脱模过程中不会因拉断、撕裂而损坏。即使在高温聚合物下也不容易黏附在模板上。其中，基于本发明的特征尺寸不一致的复杂线路，化学镀镍层是极为均匀的，只要镀液能浸泡得到，溶质交换充分，镀层就会非常均匀，几乎可以达到仿形的效果，电镀无法对一些形状复杂的工件进行全表面施镀，但化学镍可以对任何形状工件施镀。含磷的化学镀镍层为非晶态，优选为低磷，镀层表面没有任何晶体间隙，而电镀层为典型的晶态镀，镀速较慢。化学被层的结合力要普通高于电镀层，化学镀由于大部分使用食品级的添加剂，不使用诸如氰化物等有害物质，所以化学镀比电镀要环保一些。
在一具体示例中，对于上述基于改良型半加成工艺(mSAP)制作，通过层压→曝光→显影→电镀→去膜→化镍等流程得到金属镍模板。用PCB mSAP工艺制作金属模板，其模板图形可微观不规则、周期不重复；先通过mSAP工艺制得铜模板，再通过化学镀镍工艺在铜上镀上一层镍形成镍模板；用PCB mSAP工艺制作模板，可批量生产，效率高，成本低，可制作不规则复杂图形。模具尺寸大小、深度控制均匀性高。
最后，如图1中的S4及图4所示，对所述预设金属镀层103表面进行防黏处理，以形成防黏处理层104。以得到压印模具100，所述防黏处理层的表面构成压印面100a。其中，所述压印面100a是指所述压印模具100具有图形的表面，也即，所述压印模具100与待压印结构进行接触的表面。本发明基于PCB的mSAP工艺制备制备所述压印模具，所述压印模具100采用压印工艺制备印刷线路板，实现了压印技术在PCB中的应用。例如，对于金属镀层镍的镍模板，当金属镍模板制作完成后，需要先进行模板表面的防黏处理。
其中，在纳米压印过程中，所述压印模具100通过直接接触的方式将图形转移到待压印基体(如后续提到的介质层)上，并通过介质层的固化将图形保留，在脱模后即可在介质层上得到与模板对应的结构图形。就模板-介质层和介质层-衬底两个接触面而言，为了保证压印的成功，必须保证模板与介质层的黏附力要远小于衬底和介质层的黏附力，这样才能保证脱模时不会发生脱胶现象。压印模板与介质层之间的黏附力是由模板和介质层的表面能决定的，低表面能有助于脱模，从而本发明构建所述防黏处理层104，有利于实现有效脱模。
在一示例中，所述防黏处理层104选择为氟硅烷自组装层。含氟的有机硅烷衍生物用于模板的表面改性，它在模板表面形成氟硅烷自组装单层膜，能有效降低模板的自由表面能。进一步，在一可选示例中，通过液相沉积法将含氟的有机硅烷衍生物用于此镍模板的表面改性。本发明的氟硅烷自组装单层膜结合金属镍模板本身具有硬度高、表面能较低、界面张力小等优点，在后续脱模过程中不会因拉断、撕裂而损坏，有效实现印刷线路板制作。另外，金属镀层(如金属镍)的表面能较低、界面张力小，表现对聚合物胶层的不浸润性和化学惰性。即使在高温聚合物下也不容易黏附在模板上。考虑到金属模板要反复使用200次甚至更多，多次使用可能会破坏表面金属镀层。因此本发明中，在金属镍模板上采用了用液相沉积法将表面羟基化后的模板直接浸入经过稀释的含氟有机硅衍生物中，最终形成网状的自组装单层膜，得到一层类似于特氟龙性质的抗黏连物质。这样其防黏效果更佳，可反复多次使用，且污染物少。且所述防黏处理与所述预设金属镀层两者相结合，防黏效果更好。
在一示例中，形成所述网状自组装单层膜的步骤包括：对所述预设金属镀层的表面进行羟基化处理，模板在H2SO4和H2O2的混合溶液中浸泡，通过物理吸附作用，表面形成羟基化；将羟基化后的模板直接浸入到约1％的含氟溶液中，然后在65℃下静置1h。卤素元素发生水解，Si周围的氯原子被取代，形成Si-OH键，最后模板上的Si-OH键与含氟有机硅衍生物如F17-FDTS氢键结合发生脱水，最终以Si-O-Si共价键形式结合成网状自组装单层膜。
其中，所述压印模具100基于改良型半加成工艺(mSAP)制备。现在模板多为小尺寸如4寸、6寸、8寸、10寸，多需要定制模板。但像PCB这种规模尺寸(>510mm*410mm)的几乎没有。用PCB工艺制作模板，模板尺寸大，可批量生产，效率高，成本低，且可制作不规则复杂图形。本发明基于PCB mSAP工艺可以制作大尺寸模板＞15寸(15寸、18寸、20寸……28寸等)，甚至更大或更小，可以和PCB板尺寸相当，远大于传统模板尺寸。例如，对于镍模板，包括所述基板101、所述待压印图形层102(Cu层)以及形成在所述待压印图形层表面的所述预设金属镀层103(镍层)，基于改良型半加成工艺(mSAP)制作，通过层压→曝光→显影→电镀→去膜→化镍等流程得到镍模板。采用mSAP工艺制备形成基板和待压印图形层构成的模板主体，具体工艺步骤可以采用现有工艺进行，再进镀镍工艺。用PCB mSAP工艺制作金属模板，其模板图形可微观不规则、周期不重复；先通过mSAP工艺制得铜模板，再通过化学镀镍工艺在铜上镀上一层镍形成镍模板；用PCB mSAP工艺制作模板，可批量生产，效率高，成本低，可制作不规则复杂图形。模具尺寸大小、深度控制均匀性高。
作为示例，参见图5～6所示，提供待压印基体200，基于所述压印模具100对所述待压印基体200进行压印处理，以将所述压印模具100上的图形转移至所述待压印基体200上，得到压印图形203。其中，所述待压印基体200包括衬底201及形成在所述衬底201表面的介质层202，所述压印图形203形成在所述介质层202中。
作为示例，所述介质层材料为含Si球的环氧树脂基的聚合物膜状树脂，其Si球状尺寸在0.1～5μm，如0.8μm、3μm。其中，形成压印图形的过程中，控制半固化条件为：温度介于100～140℃(如110℃、120℃)下半固化5～15min(如8min、12min)，控制真空泵压力介于0.5～5Mpa之间(如0.8Mpa、2Mpa、3Mpa)，此状态下易脱模；控制固化条件为：160～200℃(如170℃、180℃)下固化30～60min(如40min、50min)，能到的压印图形均匀性号，陡直度高，工艺稳定性好，能保证批量生产。在一优选示例中，选择所述环氧树脂基存在两类官能团，具有两段固化的特点。可通过两类官能团利于上述条件下效果的实现。其中，在半固化及固化过程中发挥作用的是：第一类官能团在半固化条件下易脱模；第二类官能团在固化条件下易使得得到的压印图形均匀性好，陡直度高，工艺稳定性好，能保证批量生产。在一示例中，形成所述压印图形的步骤包括：基于所述压印模具对所述介质层进行压印处理，以在所述介质层中形成半固化图形；进行脱模处理，以去除所述压印模具；对所述半固化图形进行固化处理，以形成所述压印图形。
作为示例，形成所述压印图形203的步骤包括：首先，基于所述压印模具100对所述介质层202进行压印处理，以在所述介质层中形成半固化图形；可以是在防黏处理之后进行压印，通过控制压力、温度、时间，形成半固化图形，固化程度可以是40％～60％之间，可以是50％。然后，进行脱模处理，以去除所述压印模具100。脱模后对所述半固化图形进行固化处理，使材料完全固化，以形成所述压印图形203。
作为示例，如图7～9所示，提供一种双层压印的示例，其中，具体工艺为：如图7所示，提供模具芯板300，层压形成铜层301、302，其中，厚度可以为1Oz，接着，如图8所示，压膜形成干膜303，其中，干膜中形成有图形窗口，在窗口中电镀金属，形成待压印图形304，之后去膜，如图9所示，其中，所述压印模具两面的线路图形可以相同也可以不同；另外，进一步在其上形成预设金属镀层及进行防黏处理形成防黏处理层，图中未示出。
本发明中将压印技术可以应用在PCB上，制备出满足设计要求的图形线路，制备出精度高、重复性好的线路图形。利用改良型半加成工艺(mSAP)制备出金属镍模板，用PCBmSAP工艺制作模板，可批量生产，效率高，成本低，且可制作不规则复杂图形。其模具尺寸大小、深度控制均匀性比较高。通过层压→曝光→显影→电镀→去膜→化镍等流程可得到金属镍模板，镍模板线宽、间距符合设计要求，深度均匀，利于后续压印和PCB湿制程；镍模板表面经过防黏处理后再进行压印、脱模、固化，可得到深度均匀的图形；压印好的板经过Desmear、PTH、电镀、去面铜等工艺，可制备出完好的线路，线宽均匀一致，可以满足设计需求。基于压印技术可以制得更细的线路(50μm、40μm、30μm、10μm甚至更细)，基于本发明的方案，有利于解决PCB图形复杂多变，在微观上为非周期重复图形，模板制作难度大的问题，并且，由于PCB板尺寸较大，市场上没有配套的压印和防黏处理设备，基于本发明的方案可以有效解决上述问题。本发明将压印技术应用在PCB制造中，无需对现有设备做复杂升级，有利于大批量生产的实现，促进整个工艺的发展。
另外，本发明还提供一种压印模具，用于基于压印技术制备印刷线路板的工艺，其中，所述用于印刷线路板制作的压印模具优选采用本发明的上述工艺制备，其中，具体结构的特征及相关描述可以参见上述描述，在此不再赘述，所述压印模具包括模板主体以及预设金属镀层，所述模板主体具有待压印图形，所述预设金属镀层形成在所述待压印图形的表面，所述预设金属镀层的表面还形成有防黏处理层。
其中，所述压印模具包括：
基板101；
待压印图形层102，形成在所述基板101至少一侧，所述待压印图形层102中制备有待压印图形；
预设金属镀层103，形成在所述待压印图形层102远离所述基板101的一面；
防黏处理层104，形成在所述预设金属镀层103远离所述待压印图形层102的一面。
作为示例，所述预设金属镀层103为非晶态镍磷合金材料层，其中，含磷量在1％～4％；所述预设金属镀层平整度，Ra≤300nm；所述预设金属镀层厚度介于3～5μm之间。
作为示例，所述防黏处理层104包括网状自组装单层膜。
作为示例，所述基板101玻璃化转变温度前基板的膨胀系数介于0.1ppm～20ppm之间；玻璃化转变温度后的膨胀系数为0.1～100ppm；所述基板的玻璃化转变温度大于200℃；所述基板的厚度大于1mm；所述基板的尺寸大于等于15寸。
作为示例，所述基板101包括聚马来酰亚胺三嗪树脂基板及陶瓷基板中的至少一种；其中，所述陶瓷基板包括Al2O3基板、BeO基板以及AlN基板中的任意一种。
综上所述，本发明的基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具及其制备方法，基于PCB工艺中的mSAP工艺制备制备所述压印模具，本发明利用改良型半加成工艺(mSAP)制备压印模具，对压印模具表面形成预设金属镀层并进行防黏处理形成防黏处理层，将压印技术应用到PCB板的制作中，经过PCB工艺制备金属线路，适于大尺寸PCB板，可以极大地提高复杂特征尺寸不一致的线路的均匀性，陡直度高，工艺稳定性好，能保证批量生产，容易满足模具在PCB压印过程中硬度、拉伸强度等要求。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (17)

1.一种基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具的制备方法，其特征在于，基于PCB工艺中的mSAP工艺制备所述压印模具，所述制备方法包括如下步骤：
提供基板，所述基板适于PCB制作且能进行多次压印；
在所述基板的至少一侧制备待压印图形层，所述待压印图形层中制备有待压印图形；
在所述待压印图形层远离所述基板的一面制备预设金属镀层；
对所述预设金属镀层表面进行防黏处理，以形成防黏处理层。
2.根据权利要求1所述的基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具的制备方法，其特征在于，所述基板包括聚马来酰亚胺三嗪树脂基板及陶瓷基板中的至少一种；其中，所述陶瓷基板包括Al2O3基板、BeO基板以及AlN基板中的任意一种。
3.根据权利要求1所述的基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具的制备方法，其特征在于，所述基板玻璃化转变温度前基板的膨胀系数介于0.1ppm～20ppm之间；玻璃化转变温度后的膨胀系数介于0.1～100ppm之间；所述基板的玻璃化转变温度大于200℃；所述基板的厚度大于1mm；所述基板的尺寸大于等于15寸。
4.根据权利要求1所述的基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具的制备方法，其特征在于，采用化学镀工艺制备的所述预设金属镀层。
5.根据权利要求4所述的基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具的制备方法，其特征在于，基于PCB mSAP工艺制作所述压印模具包括：通过层压、曝光、显影、电镀、去膜、化镍流程制备金属镍模板，所述金属镍构成所述预设金属镀层，所述预设金属镀层的压印模具利于微观不规则、周期不重复的模板图形的制作；其中，先通过mSAP工艺制得铜模板，构成所述基板，再通过化学镀镍工艺在铜上镀上一层镍形成镍模板。
6.根据权利要求4所述的基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具的制备方法，其特征在于，所述预设金属镀层为非晶态镍磷合金材料层，其中，含磷量在1％～4％。
7.根据权利要求4所述的基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具的制备方法，其特征在于，所述预设金属镀层平整度，Ra≤300nm；所述预设金属镀层厚度介于3～5μm之间。
8.根据权利要求1所述的基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具的制备方法，其特征在于，基于液相沉积法形成所述防黏处理层，所述防黏处理层包括网状自组装单层膜。
9.根据权利要求8所述的基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具的制备方法，其特征在于，形成所述网状自组装单层膜的步骤包括：对所述预设金属镀层的表面进行羟基化处理，形成有所述预设金属镀层的基板在H2SO4和H2O2的混合溶液中浸泡，通过物理吸附作用，表面形成羟基化；将羟基化后的基板直接浸入到0.5％～1.5％的含氟有机硅衍生物溶液中，然后在60～70℃下静置0.8～1.2h，卤素元素发生水解，硅周围的氯原子被取代，形成Si-OH键，最后基板上的Si-OH键与含氟有机硅衍生物氢键结合发生脱水，最终以Si-O-Si共价键形式结合成网状自组装单层膜，所述含氟有机硅衍生物包括F17-FDTS。
10.根据权利要求1所述的基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具的制备方法，其特征在于，基于介质层材料层制备印刷线路板图形，其中，所述压印模具的具有所述待压印图形的一面构成压印面，所述压印面与所述介质层材料层配合进行压印。
11.根据权利要求10所述的基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具的制备方法，其特征在于，所述介质层材料为含Si球的环氧树脂基的聚合物膜状树脂，所述Si球状尺寸介于0.1～5um之间；其中，形成压印图形的过程中，控制半固化条件为：温度介于100～140℃之间，半固化时间介于5～15min之间，真空泵压力介于0.5～5Mpa之间；控制固化条件为：温度介于160～200℃之间，固化时间介于30～60min之间。
12.根据权利要求1～11中任意一项所述的基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具的制备方法，其特征在于，形成所述待压印图形层的步骤包括：在所述基板上形成垫层；在所述垫层上形成图形化干膜，所述图形化干膜中形成有显露所述垫层的图形窗口；在所述窗口中制备电镀金属线路，以得到所述待压印图形层。
13.一种基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具，其特征在于，所述压印模具包括：
基板；
待压印图形层，形成在所述基板至少一侧，所述待压印图形层中制备有待压印图形；
预设金属镀层，形成在所述待压印图形层远离所述基板的一面；
防黏处理层，形成在所述预设金属镀层远离所述待压印图形层的一面。
14.根据权利要求13所述的基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具，其特征在于，所述预设金属镀层为非晶态镍磷合金材料层，其中，含磷量在1％～4％；所述预设金属镀层平整度，Ra≤300nm；所述预设金属镀层厚度介于3～5μm之间。
15.根据权利要求13所述的基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具，其特征在于，所述防黏处理层包括网状自组装单层膜。
16.根据权利要求13～15中任意一项所述的基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具，其特征在于，所述基板玻璃化转变温度前基板的膨胀系数介于0.1ppm～20ppm之间；玻璃化转变温度后的膨胀系数为0.1～100ppm；所述基板的玻璃化转变温度大于200℃；所述基板的厚度大于1mm；所述基板的尺寸大于等于15寸。
17.根据权利要求16所述的基于压印技术的印刷线路板制作用压印模具，其特征在于，所述基板包括聚马来酰亚胺三嗪树脂基板及陶瓷基板中的至少一种；其中，所述陶瓷基板包括Al2O3基板、BeO基板以及AlN基板中的任意一种。
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CN115447300A (zh) * 2022-07-29 2022-12-09 昆山乐邦精密科技有限公司 一种采用挤压方式印刷的方法

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