TWI468297B - 防止塗料阻塞微孔之金屬印刷模板 - Google Patents

Description

防止塗料阻塞微孔之金屬印刷模板

本發明係有關於用以形成精密塗層之印刷治具，特別係有關於一種防止塗料阻塞微孔之金屬印刷模板。

在傳統的電子元件製程中，以網版印刷(screen printing)與模版印刷(stencil printing)為成本較低的圖案形成技術，特別可適用於太陽能電池、積層陶瓷電容、其它積層式或薄膜型電子產品之大量生產。

申請人曾揭示本國專利I299304「金屬印刷模板及其使用方法」、本國專利I306061「多層式金屬印刷模板及其製造方法」、以及本國專利M388414「金屬印刷模板」，提供多種可高精密模版印刷的治具，其主體為具有微孔結構之單層或多層精密電鑄金屬膜，以符合精密度微線寬之印刷需求。其中，微孔結構將有助於開網時維持住圖案形狀的不變形以及保持良好的圖案再現性。

然而，當欲印刷形成的塗施層被要求越加精密細化時，微孔結構之孔徑或孔寬亦將越來越小。特別是當微孔結構之孔徑或孔寬小於100微米時，印刷時塗料變得更加容易阻塞住微孔結構，造成所印刷出來的塗施層為不連續或是厚薄不一致，此為目前在高精密印刷時經常遭遇的不良問題。

有鑒於此，本發明之主要目的係在於提供一種防止塗料阻塞微孔之金屬印刷模板，用以解決習知具有微孔結構之高精密印刷模板容易被塗料阻塞微孔之問題。

本發明的目的及解決其技術問題是採用以下技術方案來實現的。本發明揭示一種防止塗料阻塞微孔之金屬印刷模板，主要包含一金屬片體以及一潤滑鍍層。該金屬片體係具有一貼附面與一印刷面，並由該貼附面形成有至少一圖案化開孔，由該印刷面形成有複數個連通至該圖案化開孔之微孔結構。該潤滑鍍層係形成於該印刷面上，該潤滑鍍層係更形成至該些微孔結構內並一體連接地延伸形成至該圖案化開孔內。

本發明的目的及解決其技術問題還可採用以下技術措施進一步實現。

在前述的金屬印刷模板中，該金屬片體係可為雙層結構而由一上金屬層與一下金屬層所構成，該上金屬層係提供該印刷面與該些微孔結構，該下金屬層係提供該貼附面與該圖案化開孔，並且該潤滑鍍層係可覆蓋該上金屬層與該下金屬層之接合介面。

在前述的金屬印刷模板中，該上金屬層係可為一金屬網，該下金屬層係可包含至少一金屬片。

在前述的金屬印刷模板中，該上金屬層與該下金屬層係可皆為金屬片。

在前述的金屬印刷模板中，該潤滑鍍層係可為金屬複合鍍層。

在前述的金屬印刷模板中，該潤滑鍍層之厚度係可介於0.1~20微米，而小於該些微孔結構之一孔直徑或一邊長。

在前述的金屬印刷模板中，該潤滑鍍層係可更一體連接地延伸形成至該貼附面。

以下將配合所附圖示詳細說明本發明之實施例，然應注意的是，該些圖示均為簡化之示意圖，僅以示意方法來說明本發明之基本架構或實施方法，故僅顯示與本案有關之元件與組合關係，圖中所顯示之元件並非以實際實施之數目、形狀、尺寸做等比例繪製，某些尺寸比例與其他相關尺寸比例或已誇張或是簡化處理，以提供更清楚的描述。實際實施之數目、形狀及尺寸比例為一種選置性之設計，詳細之元件佈局可能更為複雜。

依據本發明之第一具體實施例，一種防止塗料阻塞微孔之金屬印刷模板舉例說明於第1圖之平面示意圖、第2圖之局部平面示意圖、第3圖在其印刷面之立體放大示意圖、第4圖在其貼附面之立體放大示意圖、以及第5圖在使用狀態之局部截面示意圖。該金屬印刷模板100係主要包含一金屬片體110以及一潤滑鍍層120。該金屬片體110係具有一貼附面111與一印刷面112。通常該金屬片體110係伸張貼設於一框型模板140下，該金屬片體110之印刷面112係顯露於該框型模板140之一開口141中。該貼附面111係用以貼附至一待印刷物310(如第5圖所示)，而該待印刷物310係可為一電子元件之母片，如太陽能電池基板、發光二極體晶圓、積體電路晶圓、被動元件陶瓷母片、或封裝基板母片…等等。該印刷面112係為刮刀320之刮磨表面，即可供塗料330填入之表面(如第5圖所示)，該塗料330係可為導電膏，例如銀膏或銅膏等等。

該金屬片體110係由該貼附面111形成有至少一圖案化開孔113，該圖案化開孔113之形狀係為供塗料330填入預定形成在該待印刷物310之塗層形狀。在本實施例中，該圖案化開孔113係提供作為太陽能電池的線路與匯流排(bus)之形成，該圖案化開孔113在線路部位之寬度具體可為50~70微米，而為不利塗料流動之易阻塞縫隙。

並且，由該印刷面112形成有複數個連通至該圖案化開孔113之微孔結構114。該些微孔結構114在該圖案化開孔113內的開孔率係可佔該圖案化開孔113之40%~90%面積比，而為密集排列。在本實施例中，如第3及4圖所示，該金屬片體110係可為雙層結構而由一上金屬層131與一下金屬層132所構成，該上金屬層131係提供該印刷面112與該些微孔結構114，該下金屬層132係提供該貼附面111與該圖案化開孔113，在此更進一步解釋為，該印刷面112係為該上金屬層131於印刷時朝上之外表面，該些微孔結構114係貫穿該上金屬層131；而該貼附面111係為該下金屬層132於印刷時朝下之外表面，該圖案化開孔113係貫穿該該下金屬層132。更具體地，該上金屬層131係可為一金屬網，該下金屬層132係可包含至少一金屬片，換言之，該些微孔結構114係為該網狀上金屬層131之網目，概呈菱形微孔並密集排列，其最大對角孔長應不大於100微米，而為不利塗料流動之易阻塞微孔；並且該上金屬層131之網狀結構將使得該印刷面112係為非平坦之易磨耗表面。

再如第5圖所示，該潤滑鍍層120係形成於該印刷面112上，該潤滑鍍層120係更形成至該些微孔結構114內並一體連接地延伸形成至該圖案化開孔113內。該潤滑鍍層120係可為金屬複合鍍層，例如：Ni、Ni-P、Ni-B、Ni-Co、Ni-Fe、Ni-Cu等鎳基為主的金屬複合鍍層Ni/PTFE、Ni/CaF₂ 、Ni-P/Talc、Ni-P/(CF)_n 、Ni-Cu-P/PTFE、Ni-Co/MoS₂ 、Ni-B/Al等，該金屬複合鍍層具有適用於高溫、常溫或低溫、真空、常壓或高壓條件下的良好潤滑性，尤佳具有改善金屬基鍍層的耐磨性，更佳具有自潤滑性軟微粒透過層狀剝離鋪陳於鍍層表面形成減摩層之金屬複合鍍層。較佳地，該潤滑鍍層120係可具有對塗料具不沾黏特性之有機或無機潤滑材質的不溶性微粒(例如氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯、氧化矽、氧化鉬、氧化鈰等氧化物；氮化鈦、硼化鈦、碳化鋯、碳化鎢、碳化鉻、硫化鉬等d-元素的二元化合物；鉻、鉬、鎢、矽、石墨、鑽石粉等金屬與非金屬粉末；硫酸鋇、氟化鈣、滑石粉等鹽類；鐵弗龍、尼龍等人造或天然高分子…等)，藉以提供於該些微孔結構114內與該圖案化開孔113內不沾黏塗料以利脫模時多數塗料能印刷在待印刷物310之作用以及使該印刷面112耐刮刀刮磨之作用。此外，該潤滑鍍層120之厚度係可介於0.1~20微米，而小於該些微孔結構114之一孔直徑或一邊長，更具體地可控制在0.5~5微米。較佳地，該潤滑鍍層120係可覆蓋該上金屬層131與該下金屬層132之接合介面133，以防止該接合介面133之侵蝕銹化並強化該金屬片體110之複合層結合強度並為形成一體化模板外觀。關於該潤滑鍍層120之具體形成方法，可利用複合鍍(或可為析鍍)方式予以形成，即在鍍液中加入有機或無機顆粒在附著在該印刷面112、該些微孔結構114之孔內壁以及該圖案化開孔113之孔內壁。或者，該潤滑鍍層120係亦可為對塗料具不沾黏特性之金屬潤滑材質，而能以電鍍方式形成於該金屬片體110之表面與孔壁內。在該些潤滑膜層141、142、143之另一具體形成方法中，當該些潤滑膜層141、142、143之材質係為金屬氧化物時，可先鍍上對應金屬再予以氧化處理即可，例如鋁或鋁合金之陽極處理。

如第5圖所示，在使用該金屬印刷模板100進行網/模版印刷時，該金屬片體110之該貼附面111係貼附至該待印刷物310，利用該刮刀320在該金屬片體110之該印刷面112上刮刷，使塗料330經過上方之該些微孔結構114並填入至該圖案化開孔113內與該微孔結構114內之該些陣列微孔115內，利用形成在該印刷面112上之該潤滑鍍層120可保護該印刷面112不被磨耗。當脫離該金屬印刷模板100時，利用形成在該些微孔結構114內孔壁與形成該圖案化開孔113內孔壁之該潤滑鍍層120，將可防止該塗料330阻塞該些微孔結構114與該圖案化開孔113，便可在該待印刷物310上形成為一形狀連續且具備所預定厚度之塗佈層。

此外，依據本發明之第二具體實施例，另揭示一種防止塗料阻塞微孔之金屬印刷模板，舉例說明於第6圖在其印刷面112之立體放大示意圖、第7圖在其貼附面111之立體放大示意圖、以及第8圖在使用狀態之局部截面示意圖。本第二具體實施例與第一具體實施例相同功能之元件將沿用相同圖號並不再贅述。該金屬印刷模板係主要包含一金屬片體210以及一潤滑鍍層120。該金屬片體210係具有一貼附面111與一印刷面112，並由該貼附面111形成有至少一圖案化開孔113(如第7圖所示)，由該印刷面112形成有複數個連通至該圖案化開孔113之微孔結構114(如第6圖所示)。如第8圖所示，該潤滑鍍層120係形成於該印刷面112上，該潤滑鍍層120係更形成至該些微孔結構114內並一體連接地延伸形成至該圖案化開孔113內。如第8圖所示，在本實施例中，該潤滑鍍層120係可更具有一延伸部222，其係一體連接地延伸形成至該貼附面111。

其中，該金屬片體210係可為雙層結構而由一上金屬層231與一下金屬層232所構成。在本實施例中，該上金屬層231與該下金屬層232係可皆為金屬片，例如厚度介於15~300微米且其材質可為鎳或鎳鈷(Ni-Co)合金之電鑄鋼版，即該些微孔結構114係可為貫穿該上金屬層231且密集排列之貫穿微孔，可為圓形孔、矩形孔或正方形孔，其孔直徑或孔寬應不大於100微米。並由該上金屬層231係提供該印刷面112與該些微孔結構114，該下金屬層232係提供該貼附面111與該圖案化開孔113。此外，該潤滑鍍層120較佳係可覆蓋該上金屬層231與該下金屬層232之接合介面133。

因此，印刷時塗料不會阻塞該些微孔結構114而能順利流動填入至該圖案化開孔113，而該圖案化開孔113即使具有狹小線路需求之間隙寬度亦不會被塗料所阻塞，故在印刷後能形成圖案連續且厚度適當之塗施層。本發明之金屬印刷模板係用以解決習知具有微孔結構之高精密印刷模板容易被塗料阻塞微孔之問題。

以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然而並非用以限定本發明，任何熟悉本項技術者，在不脫離本發明之技術範圍內，所作的任何簡單修改、等效性變化與修飾，均仍屬於本發明的技術範圍內。

100．．．金屬印刷模板

110．．．金屬片體

111．．．貼附面

112．．．印刷面

113．．．圖案化開孔

114．．．微孔結構

120．．．潤滑鍍層

121．．．覆蓋部

131．．．上金屬層

132．．．下金屬層

133．．．接合介面

140．．．框型模板

141．．．開口

210．．．金屬片體

222．．．延伸部

231．．．上金屬層

232．．．下金屬層

310．．．待印刷物

320．．．刮刀

330．．．塗料

第1圖：依據本發明之一第一具體實施例的一種防止塗料阻塞微孔之金屬印刷模板之平面示意圖。

第2圖：依據本發明之一第一具體實施例的該金屬印刷模板之局部平面示意圖。

第3圖：依據本發明之一第一具體實施例的該金屬印刷模板在印刷面之立體放大示意圖。

第4圖：依據本發明之一第一具體實施例的該金屬印刷模板在貼附面之立體放大示意圖。

第5圖：依據本發明之一第一具體實施例的該金屬印刷模板在使用狀態之局部截面示意圖。

第6圖：依據本發明之一第二具體實施例的另一種防止塗料阻塞微孔之金屬印刷模板在印刷面之立體放大示意圖。

第7圖：依據本發明之一第二具體實施例的該金屬印刷模板在貼附面之立體放大示意圖。

第8圖：依據本發明之一第二具體實施例的該金屬印刷模板在使用狀態之局部截面示意圖。

110．．．金屬片體

111．．．貼附面

112．．．印刷面

113．．．圖案化開孔

114．．．微孔結構

120．．．潤滑鍍層

121．．．覆蓋部

131．．．上金屬層

132．．．下金屬層

133．．．接合介面

310．．．待印刷物

320．．．刮刀

330．．．塗料

Claims (7)

1. 一種防止塗料阻塞微孔之金屬印刷模板，包含：一金屬片體，係具有一貼附面與一印刷面，並由該貼附面形成有至少一圖案化開孔，由該印刷面形成有複數個連通至該圖案化開孔之微孔結構；以及一潤滑鍍層，係形成於該印刷面上，該潤滑鍍層係更形成至該些微孔結構內並一體連接地延伸形成至該圖案化開孔內，其中該金屬片體係為雙層結構而由一上金屬層與一下金屬層所構成，該上金屬層係提供該印刷面與該些微孔結構，該下金屬層係提供該貼附面與該圖案化開孔，並且該潤滑鍍層係覆蓋該上金屬層與該下金屬層之接合介面。
2. 根據申請專利範圍第1項所述之防止塗料阻塞微孔之金屬印刷模板，其中該上金屬層係為一金屬網，該下金屬層係包含至少一金屬片。
3. 根據申請專利範圍第1項所述之防止塗料阻塞微孔之金屬印刷模板，其中該上金屬層與該下金屬層係皆為金屬片。
4. 根據申請專利範圍第1項所述之防止塗料阻塞微孔之金屬印刷模板，其中該潤滑鍍層係為金屬複合鍍層。
5. 根據申請專利範圍第1項所述之防止塗料阻塞微孔 之金屬印刷模板，其中該潤滑鍍層之厚度係介於0.1~20微米，而小於該些微孔結構之一孔直徑或一邊長。
6. 根據申請專利範圍第1至5項任一項所述之防止塗料阻塞微孔之金屬印刷模板，其中該潤滑鍍層係更一體連接地延伸形成至該貼附面。
7. 一種防止塗料阻塞微孔之金屬印刷模板，包含：一金屬片體，係具有一貼附面與一印刷面，並由該貼附面形成有至少一圖案化開孔，由該印刷面形成有複數個連通至該圖案化開孔之微孔結構；以及一潤滑鍍層，係形成於該印刷面上，該潤滑鍍層係更形成至該些微孔結構內並一體連接地延伸形成至該圖案化開孔內，其中該潤滑鍍層係更一體連接地延伸形成至該貼附面。