CN115257149B - 喷印添加与激光去除相结合制造漏印网版掩膜图案的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种喷印添加与激光去除相结合制造漏印网版掩膜图案的方法，根据掩蔽图案的设计尺寸以及喷印加工、激光加工的误差得出喷印加工和激光加工的参数，先用喷印添加的方法，向空白网版的图案区域涂覆掩蔽材料，并将掩蔽材料固化，再用激光去除的方法，光蚀去除掉网版上因喷印加工误差而多余的掩蔽材料，去除的同时，用激光修整图案侧壁，得到需要的掩蔽图案。本发明只选择性地在图案区域喷印掩蔽材料，适合掩蔽图案占整网表面积比例较小的网版；用激光光蚀去除多余材料，精密度高而且速度快，侧壁质量好，适合高精密度网版生产；可以选择非光敏材料做掩蔽膜，掩蔽性能好，成本低。
Description
技术领域
本发明涉及印刷技术领域，尤其是涉及一种喷印添加与激光去除相结合制造漏印网版掩膜图案的方法。
背景技术
丝网印刷也称孔版印刷、漏版印刷，通过通透版顶面和底面的孔实现印料转移，形成图文，是重要的印刷技术之一。网版，也称孔版、漏版、网印版、漏印版，作为印版，对印刷的质量、效率的影响至关重要。此外，作为选择性涂覆材料的工具，网版在其它工业行业也有大量应用，有着和其它行业用模具同等的重要性。比如，在电子行业中，生产裸电路板、电子元器件时用作制造功能性图案的漏印版；在组装电路板的SMT技术中，用作向PCB焊盘上漏印焊锡膏的漏印版。又比如，在光伏行业中，用作漏印导电浆料，制造太阳能电池栅线的漏印版。这些应用中，网版被反复使用，一次次将物料转移到工件上，决定着生产效率，决定着成千上万的产品的性能，使得最终产品的价值远远高于网版的价格。
网版由网框和张在网框上的弹性薄膜材料构成，弹性薄膜部分区域上有孔，部分区域上没有孔。使用时，将工件置于网版之下，将印料堆积于网版上表面上，用刮板刮挤堆积在网版上表面的印料，印料滚动的同时受到向下挤压力的作用，透过网版上的贯穿孔，转移到工件表面上。对网版而言，不覆盖掩蔽材料的部位有通透孔，是网版的非图案区，覆盖掩蔽材料的部位没有了通透孔，是网版的图案区；对工件而言，印刷后，对应着网版上有通透孔区域的工件表面，会接收到被转移的印料，将形成印料图案，是工件的图案区，而对应着网版上没有通透孔区域的工件表面，就不会有印料转移，将形成非印料区域图案，是工件的非图案区。
制造网版分两步：制造空白版，在空白版上制造掩蔽图案。制空白版的过程通称为绷网、张网，步骤为：沿弹性膜平面的几个方向，向外拉紧弹性膜至某规定的张力值后，用胶将弹性膜和网框的底表面粘接在一起，得到弹性膜的张力保持在一定值上的空白版。弹性膜可以是丝网、高聚物薄膜，还可以是金属箔，或者是这些材料的复合体或结合体。
其中，丝网最常见。丝网又可以分为两类材料，有机丝网和金属丝网，包括天然聚合物和合成高聚物丝网，不锈钢和其它金属丝网。常见的高聚物丝网有尼龙丝网和聚酯丝网两种，伸缩率大、伸缩回复率和回弹性好，但软化点和熔化点低、弹性模量和刚度低，因此，绷网张力有限，印刷的位置、尺寸精度低，清晰度、印料厚度的均匀性控制难，不适合制造高精密度网版。不锈钢丝网，强度和弹性模量大，屈服点高，即使受很大的拉伸力，延伸量也有限，保型性高，丝径细，可制造高目数丝网，丝网厚度均匀一致，耐抗性好，特别是耐磨性强，透墨性好，随着电子、光伏行业对微细图形漏印的需要，应用越来越多。但不锈钢丝网回弹性小，在印刷过程中，回网慢，且容易塑性变形，拉伸后不易复原，反而会影响位置、尺寸精度。复合网版是由高聚物丝网与不锈钢丝网复合而成，是一种由两种材质接续而成的网版。这样的网版，呈“回”字形结构。“回”字的外“口”字是网框，高聚物丝网被张紧后，用胶粘剂固定连接在网框上。“回”字的外“口”字和内“口”字中间的区域，是纯高聚物丝网，起回弹、受力形变作用，构成了弹性为主的连接区。在“回”字的内“口”字内的区域，是纯不锈钢丝网，起图案支撑体作用，构成了刚性为主的印刷图案区。而“回”字的内“口”字，则是高聚物丝网和不锈钢丝网复合的区域，两种不同材质的丝网，被胶粘剂固定搭接在一起。这样的网版，既具有高聚物丝网的高回弹性，又具有不锈钢丝网高尺寸稳定和印刷质量高的特性，还克服了纯不锈钢丝网回弹性差、受力过大易塑性变形的问题，因此，成了高精密图案制造的首先选择。
在空白版上制出掩蔽图案，是制造网版的关键步骤。传统方法在丝网空白版上制掩蔽图案的工艺为：涂布光敏材料-贴菲林-曝光机曝光-显影-干燥，过程中使用的菲林需要另外基于CAD数据的光绘流程准备。具体操作为，先往空白网版上涂覆光敏材料，比如涂上液态的光敏乳剂，或者贴上干性光敏薄膜，此时，光敏材料遮盖了全部版面，包括堵住了网孔。然后，将光掩膜版，即菲林铺展在版面上，光掩膜版由阻光图形和透光图形组成，经过曝光过程，即用合适的光源投照光掩膜版及其下光敏材料后，使得掩膜版透光部分下的光敏材料受光而固化，变硬，而掩膜版阻光部分下的光敏材料未受曝光过程影响，保持了原来的物理和化学状态，仍然可以溶解于显影液或水。最后，将网版置入显影剂溶液或水中，未被曝到光的光敏材料被溶解，进入显影剂溶液中，被从网版上去除，原来被堵住的网孔通透。干燥后，就得到起印料选择性转移作用的漏印网版，其图案区覆盖有光敏材料，丝网孔受到掩蔽，在刮印时，有阻止印料透过网孔向下转移功能，而非图案区网孔通透，在刮印时，有将印料从版面上向下转移到工件表面上的转移通道功能。
数码制版工艺是一种激光直接成像技术，也称丝网激光直接制版技术，采用光能量密度更大的光源，将光束投照到光敏材料表面，直接曝光，省去了光绘菲林步骤，制造掩蔽图案的精度有所提高，流程有所精简，其步骤为：涂布光敏材料-基于CAD数据用激光直接曝光固化光敏材料-显影-干燥。市场上的数码制版机，采用半导体激光器，发光波长为405nm，功率在600mW至24W之间不等，能制造出分辨率较高的网版，适合了较高精度印刷的需求。
除了用图案区和非图案区去实现选择性转移以外，在现代工业中，对网版还有物料的精密定位和精密成型功能的要求。在精密网版上，通透的网孔区域，被有一定的厚度、锥度的掩膜材料所包围，既是物料转移的微通道，又是物料分配的定位器和成型器。在印刷过程中，网版离开工件上升后，型腔内的印料脱离，被转移到网版下面工件表面上，被转移印料的形状、尺寸，以及位置与网版型腔的形状、尺寸，以及位置一一对应。这样，印刷过程完成的每次物料转移，都影响着物料在工件表面的位置、形状、尺寸。在这样的应用中，毫无疑问，网版图案的几何形状、物理位置、侧壁状态，以及网版的耐用性将是评价网版的重要特征。
目前的光敏材料，包括光敏乳液和光敏干膜，需要具备光敏性能，即，受光投照的部分可以发生物理性质的变化，而不受光投照的部分，却还需要在显影过程中蓬松、溶胀，以能被溶解于液体、气体中，或被液体、气体流带离所依附的丝网载体。在这样的性能要求之下，在固化前，光敏材料往往是糊状物，即使光敏材料固化后，相比于非光敏材料，相比于结构紧实的固体性质材料，也很难同时具备良好的强度、耐用性。不论是用曝光机曝光，还是数码设备曝光，由于使用光敏材料，由于要采用液体处理为手段的湿法显影过程，很难制出侧壁质地细密紧致、光滑平顺，而且又有上窄下宽有锥度的开口形状的网版。更进一步，由于现有的聚合物丝网热胀系数较高、强度较低，无论是用曝光机，还是用数码设备曝光，都很难制出尺寸精密度高，回弹性高，保型性好的网版。此外，由于曝光是一个将光由表及里投照到材料上使材料性质逐层发生变化的过程，光需要穿过表面层再投照到材料的内部，先被投照到的材料的表面层性质会先发生变化，会影响光继续向内层传播，因此，曝光方法很难有效地加工厚度较大的掩蔽材料，使得曝光方法不适合制造厚度大的掩膜图案。
面对高精密需求，直接激光光蚀去除法制版工艺应运而生，其工艺步骤为：在金属丝网空白版上涂布非光敏材料并固化或贴非光敏膜-基于CAD数据用激光去除非图案部分材料。激光对材料有选择性，即，可以去除某一类的材料，却不会伤及所接触的另外某一类品种的材料，比如，控制激光功率密度在一定的数值以下，即可以达到去除金属上高聚物，而不伤金属的效果。聚焦的激光光束很细，可细至10微米以下，光束与工件相对移动速度很快，因此，可以加工出非常精细的图案。德中技术的直接激光去除材料制掩膜图案设备，不仅能选择性去除非光敏材料，包括PI膜，还能选择性切断金属丝，增加印料的透过率，可以制10微米以下的开口，开口转角分明，侧壁光滑平顺，制出的网版广泛应用于光伏行业。但是，由于激光光束直径细，去除材料时要采用逐点、逐线、逐块的扫描方式，去除大面积掩膜材料用时长，速度慢，而大量的印制电子需要的高精密度网版非图案区域所占比例大，需要保留的掩膜图案区域所占比例小，制造一张网版，需要经激光设备数小时或更长时间加工，才能完成，加工时间长成为激光直接光蚀去除法制版工艺推广的瓶颈。
直接向空白网版上喷印掩蔽材料制造网版，优点是可以采用CAD数据，还可以用非光敏材料，适合制造掩蔽图形占比较小的网版。但是，喷印加工设备一般精密度较低，喷印而得的掩蔽图案，无论在形状上，还是在位置上，尺寸精度都不能满足高精密网版需求。另外，喷印所得掩蔽图案的侧壁，保型难，质量不一致，不够平直顺畅，也不能满足精密转移印料的质量要求。
针对上述各种现有技术和待推广技术的不足，促使本发明致力于一种更容易推广的制造漏印网版掩膜图案技术，既能发挥直接激光光蚀去除法制版不用光敏材料，工艺精度高，侧壁质量好的优点，又能解决应用直接激光去除法制版，加工掩膜的图案区占比小的网版时，加工时间过长问题。
发明内容
有鉴于此，针对现有直接激光光蚀去除法制版技术的不足，本发明开发了一种喷印添加与激光去除相结合制造漏印网版掩膜图案的方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种喷印添加与激光去除相结合制造漏印网版掩膜图案的方法，根据掩蔽图案的设计尺寸，以及喷印加工、激光加工的误差得出喷印加工和激光加工的参数；先用喷印添加的方法，向空白网版的图案区域涂覆掩蔽材料，并将掩蔽材料固化；再用激光去除的方法，光蚀去除掉网版上因喷印加工误差而多余的掩蔽材料，去除的同时，用激光修整图案侧壁，得到需要的掩蔽图案；
具体加工步骤如下：
(1)准备图案区域为金属丝网的空白网版；
(2)根据掩蔽图案的设计尺寸以及喷印加工的误差得出的喷印加工路径，用喷印添加的方法向空白网版的图案区域涂覆掩蔽材料，并将掩蔽材料固化；
(3)根据掩蔽图案的设计尺寸以及喷印加工、激光加工的误差得出的激光加工路径，用激光去除的方法光蚀去除掉网版上非图案区域的掩蔽材料，以及用激光修整图案侧壁；
(4)检测掩蔽图案的尺寸。
进一步，所述空白网版为从网框粘接区到图案区全幅面为金属丝网的空白网版或为从网框粘接区至图案区外边框范围用金属箔、聚合物膜、聚合物网中的任一种作为过度弹性材料，仅图案区外边框内为金属丝网的复合空白网版。
本发明中，空白网版可以使用采用市场上成品的空白网版，也可以自制空白网版。
制造空白网版的过程通称绷网，步骤为：1、将网框放置在绷网机工作台表面上，在网框内放置与网框等高的平面垫板，在平面垫板表面平铺尺寸适合的不锈钢丝网；2、用张网机夹具从四个方向夹紧高聚物丝网，先拉经线，后拉纬线，绷紧丝网，并施加一定的张力，静置后再调整至需要的张力；3、升起绷网机的工作平台，使不锈钢丝网与聚酯丝网面面密贴，在复合区域上涂覆粘网胶，刮平粘网胶，将不锈钢丝网与高聚物丝网搭接固定在一起；4、彻底固化粘网胶后，沿复合区域内轮廓去除掉轮廓内的高聚物丝网；5、下降工作台，先拉经线，后拉纬线，绷紧丝网，并施加更高的张力，静置后再调整至需要的张力，如此反复至张力稳定至预定值；6、再次升高工作台，使网框上端面与高聚物丝网面面密贴，往网框上端面区域的丝网及框面涂覆粘网胶，刮平；7、彻底固化粘网胶后，沿网框外轮廓去除掉网框外的高聚物丝网。
进一步，所述喷印加工采用喷墨打印、气流喷印、电流动力喷印中的任一种添加方法将掩蔽材料涂覆到空白网版图案区域；
所述喷印加工采用的设备包括数据获取与处理软件系统、设备操作软件系统、运动控制系统、视觉系统、喷嘴系统、工件夹持和定位以及自动和手动上料与下料系统。
具体的，喷印设备采用MicroCraft公司的型号CPi6151高速喷印机。
进一步，所述喷印添加工参数的设置应使得掩蔽图案的各个图素包含在与之相对应的喷印涂覆所得图案的各个图素的范围内；S喷印添加掩蔽材料的区域≥S掩蔽图案各个图素的设计范围+S喷印加工误差绝对值，即，喷印添加掩蔽材料的区域面积是掩蔽图案各个图素的设计范围再扩充喷印加工误差绝对值后形成的轮廓线所包括的区域。
喷印前，需要设置喷印参数，特别是设置喷印掩蔽材料图案中各个具体图素的位置、形状、尺寸。设置的首要原则为：喷印添加加工参数的设置应使得掩蔽图案的各个图素包含在与之相对应的喷印涂覆所得图案的各个图素的范围内，这样，就能确保喷印后得到的掩膜材料的图案在面积上大于最终需要的图案。为了减少后续激光去除加工需要的时间，设置还应该遵循：只需保证即使在设备工作在最大误差状态下，仍能使喷印添加加工得到的掩膜图案在面积上不小于最终需要的图案。
掩蔽材料的厚度，即丝网厚度，与网版的开口率一起，决定着漏印转移印料的量，应该由需要转移印料的厚度决定。其中，开口率指孔内面积与全体面积的比率，开口率(％)＝(开口)2/(开口+线径)2×100，透墨量也称吐出量，指单位面积丝网内透过网孔的印料总量，吐出量(μm)＝开口率×丝网厚度。本发明用喷印技术向空白网版上添加材料，与传统的刮涂感光胶、贴菲林等方法比，更容易控制掩蔽材料的厚度，可以更准确地实现印料向工件表面分配。
进一步，为了获得需要量的印料，所述喷印加工包括一遍喷印掩蔽材料至需要的厚度、或多遍喷印掩蔽材料至需要的厚度、或在不同部位喷印不同遍数以使得不同图案区域掩蔽材料层有不同厚度；
不同的掩蔽材料的加工性能、使用性能不同，喷印加工可以根据应用需要，灵活使用不同品种的掩蔽材料；本发明中的喷印加工，还包括在不同部位喷印不同品种掩蔽材料以使得不同图案区域掩蔽材料品种不同、或在同一部位喷印不同品种掩蔽材料以使得局部或整体的掩蔽图案区域由不同品种掩蔽材料罗叠而成、或包括局部区域用喷印掩蔽材料，其余区域用其它涂覆方法涂覆、贴覆掩蔽材料；
其他涂覆方法包括边喷印、涂覆、贴覆，边固化掩蔽材料，或全部掩蔽图案喷印、涂覆、贴覆结束后再固化掩蔽材料。
喷印时，掩蔽材料的形态可以处于液态、膏体、颗粒形态。
与传统网版制作技术相比，本发明中的掩蔽材料不需要具备光敏的性质。本发明采用喷印添加方法，向网版上涂覆材料，用激光去除方法实现最终的选择性去除，可以选择固化后真正具备优良固体性质的材料，从而获得的掩蔽材料结构细密紧实，具备良好的强度、耐用性，容易制出侧壁质地精致、光滑平顺，而且又有上窄下宽有锥度的开口形状的网版。
实施本发明，可以选择材料的品种多，包括：聚酰亚胺/PI、聚对苯二甲酸乙二醇酯/PET、聚氨酯/PU、聚醚醚酮/PEEK、环氧树脂/Epoxy resin、聚醚砜/PES、聚苯硫醚/PPS、聚偏氟乙烯/PVDF、聚四氟乙烯/PTFE、聚酰胺/PA、聚碳酸酯/PC、聚丙烯/PP、ABS塑料、聚乙烯/PE、聚甲基丙烯酸甲脂/PMMA、聚氯乙烯/PVC、聚乙烯醇/PVA、聚苯乙烯树脂/PS、酚醛树脂/PF、聚酰胺-酰亚胺/PAI、聚丙烯腈树脂/PAN、有机硅树脂/SI(Silicone resin)或以上聚合物的改性物。
网版作为模版，质量很重要，需要稳定可靠的激光加工系统，特别是能量、功率稳定且可控的激光光束。进一步，所述激光加工根据掩蔽图形结构，以单位面积上能量和功率为恒量，在线变换与材料相互作用的光斑直径；
所述激光加工采用的设备包括数据获取与处理软件系统、设备操作软件系统、激光光源、光束整形及传输系统、激光聚焦系统、工件夹持及自动和手动上料与下料系统、工件定位及与光束间的运动与控制系统、视觉检测以及激光功率监测及补偿系统、清洁、恒温系统、激光及设备安全使用系统。
进一步，所述激光加工包括使用一种或一种以上的波长、脉冲宽度的激光，在不同的光斑直径、焦深，以及不同光功率密度下完成激光去除或切割加工；
仅去除有机材料时，保持所用聚焦激光光功率密度大于去除有机材料所需的最低功率密度，优选大于去除有机材料所需最低光功率密度的1.2倍且低于或接近于去除其所包覆的金属层所需最低光功率密度。
激光能否去除某种材料，取决于投照于材料上的激光功率密度是否达到破坏该材料的门槛值。一般而言，破坏有机材料需要的门槛值小于破坏金属材料的门槛值，这就使得去除金属上的有机涂覆层或有机薄膜，即，去除目标材料且不伤支撑这类有机材料的金属丝成为可能，但需要仔细地将激光功率控制在大于破坏被去除材料且小于破坏支撑材的门槛值。
进一步，所述激光加工参数的设置应使加工范围包括且不大于喷印涂覆所得图案的各个图素的范围但不伤及需要保留的掩蔽图案的各个图素；S激光去除掩蔽材料的区域＝(S喷印添加掩蔽材料的区域+S激光误差)-S掩蔽图案各个图素的设计范围，即，激光去除掩蔽材料的设定范围是喷印添加掩蔽材料的区域加上激光加工误差绝对值，再减去掩蔽图案各个图素的设计范围。
激光加工前，需要设置激光参数，特别是设置需要光蚀去除的掩蔽材料在图案中各个具体图素中的位置、形状、尺寸。设置的首要原则为：激光去除加工参数的设置应使加工范围避开掩蔽图案各个图素的设计范围，这样，激光加工就不会伤及需要保留的掩蔽图案的各个图素。另一方面，激光参数的设置应该包括但不大于喷印涂覆所得图案的各个图素的范围，这样，既能保证所有多余的，即非图案区域的掩蔽材料都能被去除，又不至于扩大加工范围，浪费加工时间。
用激光制造掩蔽图案的技术要点在于：图案尺寸准确、光滑，无毛刺；去除干净，掩膜材料无残留、无碳化；并保持支撑丝线的金属性能，不伤金属、无重熔、变色、刻痕。因为掩膜材料是高分子聚合物，物理上、化学上与金属差异大，用激光加工去除，仔细调整激光波长、光束直径、脉冲能量等参数，可以找到符合技术要求的加工窗口。
本发明激光加工，可以用一种波长激光完成，例如，纳秒UV脉冲激光，或皮秒、飞秒激光制出最终的掩膜图案；也可以用两种波长激光结合完成，例如，选择大光斑CO2激光粗加工，高效去除大块的高聚物制出范围大于最终图案的粗图案；再用纳秒UV脉冲激光，或皮秒、飞秒激光再去除CO2加工产生的残余物，露出新鲜的加工表面，并加工到最终尺寸。
为了提高印料的透过率(透墨量、吐出量)，进一步，还包括在进行步骤(2)之前，或步骤(2)之后、步骤(3)之前，或步骤(3)之后，用激光光束有选择性地以掩蔽图案中各个图素的边缘为界，切割断位于掩蔽图案中各个图素内部的，不影响或只在有限范围内影响漏印网版图形的精准性、坚固性和张力的金属丝的两端，并将被切割断的金属丝去除，以增加网版在漏印操作时印料的透过率。
这样，通过在开口范围内，只保留起必要支撑作用的，有保证图案精度作用的“筋”丝，去掉对支撑作用和保证精度作用不关键但是影响透过性能“档”丝，提升网版印料的转移能力。
本发明中，应该在步骤(2)、(3)进行前，进行中，进行试喷印、试激光加工，并检查、测量、评估加工结果，并及时调整参数。对于批量生产，要待本步骤完成且加工结果满足要求后，再开始生产。
检查操作由人工或机械视觉进行，以判断图形内、外，以及图形内外边界，即图形侧壁的加工效果，在图形内，检查是否有超出允许范围的漏点、针孔；在图形外部，检查是否有超出允许范围的掩蔽材料点、斑、块；在图形的内外边界，即掩膜图案的侧壁，检查掩膜材料的Z向(侧壁)与X、Y方向(平面)所成的角是否清晰、侧壁是否光滑平直，Z向(侧壁)的上下端面尺寸差，即上下表面上的加工线在X、Y方向(平面)的尺寸差是否符合锥度要求。
测量操作用于确定图形是否符合设计要求，包括几何尺寸测量和位置测量：即，测量图形的长、宽、圆等几何形状，以确定图形与原设计的尺寸匹配程度；以及测量图形的特征点与参考特征点间的尺寸，以确定加工出的图形与定位点间的定位偏差。
评估操作用于判断掩膜材料的内在质量，包括评估掩膜材料层与金属丝等支撑体的附着力、掩膜材料层的平均厚度或某局部的厚度，需要时还要评估成品的其它性能，比如耐受使用、形变和保型方面的性能，张力、回弹力、回网速度等机械性能，以及印料透过率、印料脱网难易程度等印刷方面等等性能。
具有喷印添加功能、激光去除功能、检测掩膜图案的设备为分别独立的设备，或者为两两组合集成为一体的设备，或者为整体组合集成为一体的设备。
相对于现有技术，本发明所述的喷印添加与激光去除相结合制造漏印网版掩膜图案的方法具有以下优势：
(1)本发明所述的喷印添加与激光去除相结合制造漏印网版掩膜图案的方法只选择性地在图案区域喷印掩蔽材料，适合掩蔽图案占整网表面积比例较小的网版。
(2)本发明所述的喷印添加与激光去除相结合制造漏印网版掩膜图案的方法用激光光蚀去除多余材料，精密度高而且速度快，侧壁质量好，适合对尺寸和位置都有高要求的高精密度网版生产。
(3)本发明所述的喷印添加与激光去除相结合制造漏印网版掩膜图案的方法可以在同一网版上的不同区域，制造厚度不同的掩膜材料图案，适合多种印料转移需求。
(4)本发明所述的喷印添加与激光去除相结合制造漏印网版掩膜图案的方法可以选择非光敏材料做掩蔽膜，掩蔽性能好，可选择材料品种多，成本低，操作简单。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
一种喷印添加与激光去除相结合制造漏印网版掩膜图案的方法，其步骤为：
(1)采用成品的355mm边框、430目不锈钢丝空白网版；
(2)用喷印添加的方法向空白网版的图案区域涂覆掩蔽材料聚乙烯/PE；
将漏印金属网框放置并固定于喷印机专用治具台，调整网框水平。
具体地，本实施例采用MicroCraft公司的型号CPi6151高速喷印机，将液状聚乙烯/PE作为掩蔽材料喷涂到空白网版图案区域。喷印参数如下：
| 喷印点阵 | 喷印厚度μm | 喷印时间s | 喷印次数 |
| 10*10 | 50 | 45 | 1 |
(3)将掩蔽材料UV灯固化；
具体地，通过UV灯对掩蔽材料进行UV固化处理，固化参数：常压，固化时间1分钟。
固化后，常温、常压静置10分钟。
(4)用激光去除的方法光蚀去除掉漏印金属网版上非图案区域的掩蔽材料聚乙烯PE；
将漏印金属网框放置并固定于激光设备专用加工平台，调整网框水平。
具体地，本实施例采用5W紫外皮秒激光机DCT DirectLaser S5，二维扫描振镜分区加工方式，去除附着在漏印金属网版上的喷印掩膜材料边缘轮廓多余材料，导入激光加工的工程资料数据，将漏印网框与加工数据精准对位，激光光蚀去除金属网版上已喷印并固化的聚酰亚胺/PI。加工参数如下：
| 功率/W | 频率/kHz | 脉宽/ps | 加工速度/mm/s | 加工次数 |
| 0.6 | 1000 | 15 | 1600 | 5 |
(5)用激光修整图案侧壁；
将漏印金属网框放置并固定于激光设备专用加工平台，调整网框水平。
具体地，本实施例采用5W紫外皮秒激光机DCT DirectLaser S5，二维扫描振镜分区加工方式，修整附着在漏印金属网版上的喷印掩膜材料边缘轮廓，导入激光加工的工程资料数据，将漏印网框与加工数据精准对位，激光光蚀修整金属网版上已喷印并固化的聚酰亚胺/PI。加工参数如下：
| 功率/W | 频率/kHz | 脉宽/ps | 加工速度/mm/s | 加工次数 |
| 0.2 | 1000 | 15 | 1000 | 5 |
(6)检测掩蔽图案的尺寸；
采用视觉检查机对掩蔽图案最终外形尺寸进行抓边自动测量，形位公差控制±5μm。
实施例2
一种喷印添加与激光去除相结合制造漏印网版掩膜图案的方法，其步骤为：
(1)采用成品355mm边框、520目钨钢丝空白网版；
(2)用喷印添加的方法向空白网版的图案区域涂覆掩蔽材料聚乙烯/PE；
将漏印金属网框放置并固定于喷印机专用治具台，调整网框水平。
具体地，本实施例采用MicroCraft公司的型号CPi6151高速喷印机，将液状聚乙烯/PE作为掩蔽材料喷涂到空白网版图案区域。喷印参数如下：
| 喷印点阵 | 喷印厚度μm | 喷印时间s | 喷印次数 |
| 10*10 | 50 | 45 | 1 |
(3)将掩蔽材料固化；
具体地，通过UV灯对掩蔽材料进行固化处理，固化参数：常压固化时间1分钟。
固化后，常温、常压静置10分钟。
(4)用激光去除的方法光蚀去除掉漏印金属网版上非图案区域的掩蔽材料聚乙烯/PE；
将漏印金属网框放置并固定于激光设备专用加工平台，调整网框水平。
具体地，本实施例采用5W紫外皮秒激光机DCT DirectLaser S5，二维扫描振镜分区加工方式，去除附着在漏印金属网版上的喷印掩膜材料边缘轮廓多余材料，导入激光加工的工程资料数据，将漏印网框与加工数据精准对位，激光光蚀去除金属网版上已喷印并固化的聚酰亚胺/PI。加工参数如下：
| 功率/W | 频率/kHz | 脉宽/ps | 加工速度/mm/s | 加工次数 |
| 0.4 | 1000 | 15 | 1600 | 5 |
(5)用激光修整图案侧壁；
将漏印金属网框放置并固定于激光设备专用加工平台，调整网框水平。
具体地，本实施例采用5W紫外皮秒激光机DCT DirectLaser S5，二维扫描振镜分区加工方式，修整附着在漏印金属网版上的喷印掩膜材料边缘轮廓，导入激光加工的工程资料数据，将漏印网框与加工数据精准对位，激光光蚀修整金属网版上已喷印并固化的聚酰亚胺/PI。加工参数如下：
| 功率/W | 频率/kHz | 脉宽/ps | 加工速度/mm/s | 加工次数 |
| 0.2 | 1000 | 15 | 1000 | 5 |
(6)检测掩蔽图案的尺寸；
采用视觉检查机对掩蔽图案最终外形尺寸进行抓边自动测量，形位公差控制±5μ。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种喷印添加与激光去除相结合制造漏印网版掩膜图案的方法，其特征在于：根据掩蔽图案的设计尺寸，以及喷印加工、激光加工的误差得出喷印加工和激光加工的参数；先用喷印添加的方法，向空白网版的图案区域涂覆掩蔽材料，并将掩蔽材料固化；再用激光去除的方法，光蚀去除掉网版上因喷印加工误差而多余的掩蔽材料，去除的同时，用激光修整图案侧壁，得到需要的掩蔽图案；
具体加工步骤如下：
(1)准备金属丝网的空白网版；
(2)根据掩蔽图案的设计尺寸以及喷印加工的误差得出的喷印加工参数据用喷印添加的方法向空白网版的图案区域涂覆掩蔽材料，并将掩蔽材料固化；
(3)根据掩蔽图案的设计尺寸以及喷印加工、激光加工的误差得出的激光加工路径，用激光去除的方法光蚀去除掉网版上非图案区域的掩蔽材料，以及用激光修整图案侧壁；
(4)检测掩蔽图案的尺寸；
所述空白网版为从网框粘接区到图案区全幅面为金属丝网的空白网版或为从网框粘接区至图案区外边框范围用金属箔、聚合物膜、聚合物网中的任一种作为过度弹性材料，仅图案区外边框内为金属丝网的复合空白网版；
所述喷印添加工路径的设置应使得掩蔽图案的各个图素包含在与之相对应的喷印涂覆所得图案的各个图素的范围内；S喷印添加掩蔽材料的区域≥S掩蔽图案各个图素的设计范围+S喷印加工误差绝对值，即，喷印添加掩蔽材料的区域面积是掩蔽图案各个图素的设计范围再扩充喷印加工误差绝对值后形成的轮廓线所包括的区域。
2.根据权利要求1所述的喷印添加与激光去除相结合制造漏印网版掩膜图案的方法，其特征在于：所述喷印加工采用喷墨打印、气流喷印、电流动力喷印中的任一种添加方法将掩蔽材料涂覆到空白网版图案区域；
所述喷印加工采用的设备包括数据获取与处理软件系统、设备操作软件系统、运动控制系统、视觉系统、喷嘴系统、工件夹持和定位以及自动和手动上料与下料系统。
3.根据权利要求1所述的喷印添加与激光去除相结合制造漏印网版掩膜图案的方法，其特征在于：所述喷印加工包括一遍喷印掩蔽材料至需要的厚度、或多遍喷印掩蔽材料至需要的厚度、或在不同部位喷印不同遍数以使得不同图案区域掩蔽材料层有不同厚度、或在不同部位喷印不同品种掩蔽材料以使得不同图案区域掩蔽材料品种不同、或在同一部位喷印不同品种掩蔽材料以使得局部或整体的掩蔽图案区域由不同品种掩蔽材料罗叠而成、或局部区域用喷印掩蔽材料而其余区域用其它涂覆方法涂覆、贴覆掩蔽材料；
其他涂覆方法包括喷印、涂覆、贴覆，边固化掩蔽材料，或全部掩蔽图案喷印、涂覆、贴覆结束后再固化掩蔽材料。
4.根据权利要求1所述的喷印添加与激光去除相结合制造漏印网版掩膜图案的方法，其特征在于：所述激光加工根据掩蔽图形结构，以单位面积上能量和功率为恒量，在线变换与材料相互作用的光斑直径；
所述激光加工采用的设备包括数据获取与处理软件系统、设备操作软件系统、激光光源、光束整形及传输系统、激光聚焦系统、工件夹持及自动和手动上料与下料系统、工件定位及与光束间的运动与控制系统、视觉检测以及激光功率监测及补偿系统、清洁、恒温系统、激光及设备安全控制系统。
5.根据权利要求1所述的喷印添加与激光去除相结合制造漏印网版掩膜图案的方法，其特征在于：所述激光加工包括使用一种或一种以上的波长、脉冲宽度的激光，在不同的光斑直径、焦深，以及不同光功率密度下完成激光去除或切割加工；
仅去除有机材料时，保持所用聚焦激光光功率密度大于去除有机材料所需的最低功率密度，优选大于去除有机材料所需最低光功率密度的1.2倍且低于或接近于去除其所包覆的金属层所需最低光功率密度。
6.根据权利要求5所述的喷印添加与激光去除相结合制造漏印网版掩膜图案的方法，其特征在于：所述激光加工先选择大光斑CO2激光粗加工，高效去除大块的高聚物制出范围大于最终图案的粗图案；再用纳秒UV脉冲激光或皮秒激光或飞秒激光精细去除CO2加工产生的残余物。
7.根据权利要求1所述的喷印添加与激光去除相结合制造漏印网版掩膜图案的方法，其特征在于：所述激光加工路径的设置应使加工范围包括且不大于喷印涂覆所得图案的各个图素的范围但不伤及需要保留的掩蔽图案的各个图素；S激光去除掩蔽材料的区域＝(S喷印添加掩蔽材料的区域+S激光误差)-S掩蔽图案各个图素的设计范围，即，激光去除掩蔽材料的设定范围是喷印添加掩蔽材料的区域加上激光加工误差绝对值，再减去掩蔽图案各个图素的设计范围。
8.根据权利要求1所述的喷印添加与激光去除相结合制造漏印网版掩膜图案的方法，其特征在于：还包括在进行步骤(2)之前，或步骤(2)之后、步骤(3)之前，或步骤(3)之后，用激光光束有选择性地以掩蔽图案中各个图素的边缘为界，切割断位于掩蔽图案中各个图素内部的，不影响漏印网版图形的精准性、坚固性和张力的金属丝的两端，并将被切割断的金属丝去除，以增加网版在漏印操作时印料的透过率。
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