CN102634829A - 具有图案的网板模具及于工件上形成图案的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种具有图案的网板模具及于工件上形成图案的方法。该具有图案的网板模具包含一多孔性基材及设置于多孔性基材上的一遮蔽图案层，遮蔽图案层包含覆盖部分多孔性基材的一图案化遮蔽区；当进行电镀或蚀刻工序时，使具有图案的网板模具与工件压合且图案化遮蔽区遮蔽部分工件表面置入电镀槽或蚀刻槽中，对未被图案化遮蔽区遮蔽的部分工件表面进行电镀或蚀刻反应，而在工件上形成电镀图案或蚀刻图案。又多孔性基材与遮蔽图案层之间还可夹设一网状结构。使用此具有图案的网板模具而于工件上形成图案的方法，具有简化制作工序、大幅缩短制造所需时间及提升产品良率的优点。

Description

具有图案的网板模具及于工件上形成图案的方法

技术领域

本发明有关一种应用于电镀与蚀刻的模具及应用此模具以形成电镀或蚀刻图案的方法，特别是一种具有图案的网板模具及使用此具有图案的网板模具而于工件上形成图案的方法。

背景技术

电镀与蚀刻是许多产品都需要用到的加工工艺，如外观处理、制造外观蚀刻纹路、铭板的制造、IC脚架的制造及电路板中线路的电镀与蚀刻等等。目前各产业对于需要特定图案或线路的电镀与蚀刻的制造方法大都相似，图1a至图1e所示为现有的一种于工件上形成图案的电镀方法流程图，如图1a所示，先于工件10上印刷或涂布一层可防镀的感光材料12或进行贴膜；接着如图1b所示，使用具有图案的光掩模14进行曝光，并如图1c所示，进行显影工序，以便图案化感光材料12显露出欲附着电镀层的工件表面101；之后如图1d所示，将工件10连同图案化感光材料12置于电镀槽(图中未示)内进行电镀工序，藉以于显露的工件表面101形成一电镀层16；最后进行剥膜，将感光材料12清除，如图1e所示，图案化电镀层16即形成于工件10上。

图2a至图2e所示为现有的一种于工件上形成图案的蚀刻方法流程图，如图2a所示，先于工件10上印刷或涂布一层抗蚀的感光材料12或进行贴膜，接着如图2b所示，使用具有图案的光掩模14进行曝光，并如图2c所示，进行显影工序，以图案化感光材料12覆盖部分不欲被蚀刻的工件表面101；之后如图2d所示，将工件10连同图案化感光材料12置于蚀刻槽(图中未示)内进行蚀刻工序，藉以对未被感光材料12覆盖的工件表面101进行蚀刻而形成凹槽18；最后进行剥膜，将感光材料12清除，如图2e所示，即于工件10上蚀刻出一特定的凹槽18图案。

上述无论是电镀或蚀刻工序，主要都是先经印刷或涂布感光材料、曝光、显影，然后进行电镀或蚀刻，再剥膜以清除防镀或抗蚀的感光材料；在这些过程中，为了限制电镀或蚀刻作用的区域，以产生所需的特定图案或线路，即便制做相同的图案亦需一再的重复涂布感光材料、曝光、显影，及剥膜等高温、高湿、强酸、强碱的工序，工艺复杂性高，且需使用大量水电与各类化学品，对环境的伤害较大。

发明内容

为了解决上述问题，本发明目的是提出一种具有图案的网板模具及使用此具有图案的网板模具而于工件上形成图案的方法，以简化制作工序、大幅缩短制造所需时间及提升产品良率；还可降低成本，减少水电与各类化学品的使用需求，大幅减少对环境的伤害。

为了达到上述目的，根据本发明一方面提供一种具有图案的网板模具，包含：一网板结构包含至少一层网状结构及框设于网状结构的一周缘的一框架结构，网状结构包含有相对的一第一表面及一第二表面；一遮蔽图案层，连接于网状结构的第一表面或延伸至第二表面上，遮蔽图案层包含覆盖部分网状结构的一图案化遮蔽区；一多孔性基材，设置于网状结构的第二表面，多孔性基材具有孔隙以供一反应液体于孔隙中流动并流经网状结构未被图案化遮蔽区覆盖的区域。

根据本发明另一方面提供一种具有图案的网板模具，包含：一多孔性基材，其具有孔隙以供一反应液体于孔隙中流动；以及一遮蔽图案层，连接于多孔性基材的一侧并伸入多孔性基材中，遮蔽图案层包含一图案化遮蔽区覆盖部分多孔性基材。

根据本发明又一方面提供一种于工件上形成图案的方法，包含：提供一工件，具有一工作表面；提供一具有图案的网板模具，其包含一多孔性基材及设置于多孔性基材上的一遮蔽图案层，遮蔽图案层包含有一图案化遮蔽区；设置具有图案的网板模具于工件上，使图案化遮蔽区遮蔽部分工件表面；置放工件及具有图案的网板模具于一反应槽中，使反应槽中的一反应液体流经多孔性基材及未被图案化遮蔽区遮蔽的部分工件表面进行化学反应；以及移除具有图案的网板模具。

本发明的有益效果是：可取代传统工艺中重复涂布感光材料、曝光、显影、烘烤，及剥膜的高温、高湿、强酸、强碱等复杂工序。对量产型产品而言，如此即可少掉许多制作工序，大幅缩短制造所需时间，提升产品良率，并节省许多水电与化学品的需求，可有效降低成本，大幅减少对环境的伤害。

附图说明

图1a至图1e所示为现有的一种于工件上形成图案的电镀方法流程图。

图2a至图2e所示为现有的一种于工件上形成图案的蚀刻方法流程图。

图3所示为本发明一实施例具有图案的网板模具示意图。

图4所示为本发明又一实施例具有图案的网板模具示意图。

图5所示为本发明一实施例于工件上形成图案的方法流程示意图。

图6a至图6e所示为本发明第一实施例于工件上形成图案的方法剖面示意图。

图7a至图7e所示为本发明第二实施例于工件上形成图案的方法剖面示意图。

图8a至图8e所示为本发明第三实施例于工件上形成图案的方法剖面示意图。

图9a至图9e所示为本发明第四实施例于工件上形成图案的方法剖面示意图，其用以进行电路板线路图案的蚀刻。

图10a至图10g所示为本发明第五实施例于工件上形成图案的方法剖面示意图。

具体实施方式

图3所示为本发明一实施例具有图案的网板模具示意图，如图3所示，具有图案的网板模具20包含一网板结构22、一遮蔽图案层24及一多孔性基材26，而构成一三层式结构。网板结构22包含一层或数层的网状结构221，网状结构221的周缘以一框架结构222框设，网状结构221包含有相对的一第一表面223及一第二表面224；遮蔽图案层24连接于网状结构221的第一表面223，遮蔽图案层24包含覆盖部分网状结构221的一图案化遮蔽区241，其中图案化遮蔽区241是以机械加工、激光加工或化学加工方式形成，于另一实施例中，遮蔽图案层24可连接于网状结构22的第一表面223且延伸至第二表面224；多孔性基材26设置于网状结构221的第二表面224，多孔性基材26具有孔隙(图中未示)以供一反应液体(图中未示)于孔隙中自由流动并流经网状结构221未被图案化遮蔽区241覆盖的图案化未遮蔽区242。

当应用此具有图案的网板模具20于一电镀工序或蚀刻工序时，是将此具有图案的网板模具20压合至一欲形成图案的工件(图中未示)上，使图案化遮蔽区241遮蔽部分工件表面，并将工件连同具有图案的网板模具20置入电镀槽或蚀刻槽中，网状结构221中未被图案化遮蔽区241覆盖的图案化未遮蔽区242可容许电镀液或蚀刻液穿梭，对未被图案化遮蔽区241遮蔽的部分工件表面进行电镀或蚀刻反应，而在工件上形成电镀图案或蚀刻图案。其中多孔性基材26的材料及遮蔽图案层24的材料是皆选择可抵抗电镀液或蚀刻液的侵蚀的材质。

接续上述说明，当进行电镀或蚀刻等化学作业时，是利用框架结构222对网状结构221提供一张力，以保持网状结构221与结合在一起的遮蔽图案层24的平整与尺寸精度，避免作业时产生皱折或移位；再者，进行作业时，位于网状结构221第二表面224的多孔性基材26对网状结构221施加一压力，使网状结构221带动遮蔽图案层24与工件紧密贴合，藉以在工件的限定区域上完成覆盖保护，如此即可进行图案或线路的电镀或蚀刻作业；其中多孔性基材26与网状结构221的配置为可分离或紧密连接关系。

图4所示为本发明又一实施例具有图案的网板模具示意图，如图4所示，具有图案的网板模具20包含一多孔性基材26及一遮蔽图案层24，该遮蔽图案层24设置于多孔性基材26的一侧并伸入至多孔性基材中，而构成一二层式结构，且遮蔽图案层24包含一图案化遮蔽区241以图案化覆盖部分多孔性基材26，其中图案化遮蔽区241是以机械加工、激光加工或化学加工方式形成。

当应用图4所示的具有图案的网板模具20于电镀工序或蚀刻工序时，多孔性基材26中未被图案化遮蔽区241覆盖的图案化未遮蔽区242可容许电镀液或蚀刻液穿梭，对未被图案化遮蔽区241遮蔽的部分工件(图中未示)表面进行电镀或蚀刻反应，而在工件上形成电镀图案或蚀刻图案。

接续上述说明，当工件表面具有高低起伏时，多孔性基材26表面及其上的图案化遮蔽层24可形成为一具有起伏三维构造的结构，与工件表面的高底起伏匹配，藉以当具有图案的网板模具20压合至工件时，遮蔽图案层24的图案化遮蔽区241与工件表面紧密贴合。

在本发明中，具有图案的网板模具20可依工件图案的尺寸精度需求分别采用二层式或三层式设计，对图案精度要求不高的产品可采用二层式设计，而对图案精度要求较高的产品则可采用三层式设计。无论是二层式或三层式的具有图案的网板模具20皆可重复使用于每一欲制作有相同图案的工件上，且仅需将具有图案的网板模具20压合于工件上即可进行电镀或蚀刻，改善现有的需针对每一工件重复涂布感光材料、曝光、显影，及剥膜的高温、高湿、强酸、强碱等复杂工序才能于每一工件上形成图案的缺失，相较于传统工艺，本发明可少掉许多制作工序，大幅缩短制造所需时间，提升产品良率，并节省许多水电与化学品的需求，对于降低成本与环境保护皆有很大的帮助。另一方面，当配合卷料的连续性生产需求时，具有图案的网板模具亦可制作为一圆筒状，且通过控制圆筒的切线方向上的遮蔽图案层的尺寸精度而制作一具有高图案精度的产品。

图5所示为本发明一实施例于工件上形成图案的方法流程示意图，如图所示，提供一工件及一具有图案的网板模具，此为步骤30，其中工件具有一工件表面，而具有图案的网板模具可为图3所示的包含网板结构、遮蔽图案层及多孔性基材的三层式结构，或为图4所示的包含遮蔽图案层及多孔性基材的二层式结构；接着将具有图案的网板模具压合于工件上，且遮蔽图案层的图案化遮蔽区覆盖部分工件表面，此为步骤32；之后置放工件及具有图案的网板模具于一反应槽中，使反应槽中的一反应液体流经多孔性基材及未被图案化遮蔽区遮蔽的部分工件表面进行化学反应，此为步骤34；最后于化学反应完成之后，移除具有图案的网板模具，此为步骤36。

于一实施例中，上述的反应槽是一电镀槽，反应液体是一电镀液，化学反应是于未被图案化遮蔽区遮蔽的部分工件表面形成一电镀图案。于另一实施例中，反应槽是一化学蚀刻槽或电解蚀刻槽，反应液体是一蚀刻液，化学反应是于未被图案化遮蔽区遮蔽的部分工件表面形成一蚀刻图案。另一方面上述的具有图案的网板模具与工件的压合可于电镀槽或蚀刻槽中进行。

为使本发明的目的、特征和优点更明显易懂，以下提出五种应用本发明的于工件上形成图案的方法的剖面示意图。

图6a至图6e所示为本发明第一实施例于工件上形成图案的方法剖面示意图。首先，如图6a所示，准备二层式的具有图案的网板模具20，其包含一多孔性基材26及一遮蔽图案层24；接着如图6b所示，将具有图案的网板模具20与工件40压合在一起，使图案化遮蔽区241遮蔽部分工件表面401；之后将工件40及具有图案的网板模具20置于电镀槽(图中未示)中进行电镀，如图6c所示，于未被图案化遮蔽区241遮蔽的部分工件表面401形成一电镀层42；接着如图6d所示，将具有图案的网板模具20与工件40分开，此时工件表面401上已完成如图6e所示的电镀层42图案；而分离后的具有图案的网板模具20则用以与另一更换的工件40压合在一起，重复图6b至图6d的步骤，可再次完成图6e所示的电镀层42图案。

图7a至图7e所示为本发明第二实施例于工件上形成图案的方法剖面示意图，其用以于工件的限定区域进行蚀刻。首先，如图7a所示，准备二层式的具有图案的网板模具20，其包含一多孔性基材26及一遮蔽图案层24；接着如图7b所示，将具有图案的网板模具20与工件40压合在一起，使图案化遮蔽区241遮蔽部分工件表面401；之后将工件40及具有图案的网板模具20置于蚀刻槽(图中未示)中进行蚀刻，如图7c所示，于未被图案化遮蔽区遮蔽241的部分工件表面401形成一蚀刻凹槽；接着如图7d所示，将具有图案的网板模具20与工件40分开，此时工件表面401上已完成如图7e所示的蚀刻凹槽44图案；而分离后的具有图案的网板模具20则用以与另一更换的工件40压合在一起，重复图7b至图7d的步骤，可再次完成图7e所示的蚀刻凹槽44图案。

图8a至图8e所示为本发明第三实施例于工件上形成图案的方法剖面示意图，在此是以进行电路板二次铜的电镀为例。首先，如图8a所示，准备三层式的具有图案的网板模具20，其包含一网板结构22、一遮蔽图案层24及一多孔性基材26；接着如图8b所示，将具有图案的网板模具20与工件40压合在一起，使图案化遮蔽区241遮蔽部分工件表面401，其中工件40是一电路板；之后将工件40及具有图案的网板模具20置于电镀槽(图中未示)中进行电镀，如图8c所示，于未被图案化遮蔽区241遮蔽的部分工件表面401形成一电镀层42；接着如图8d所示，将具有图案的网板模具20与工件40分开，此时工件表面401上已完成如图8e所示的电镀层42图案；而分离后的具有图案的网板模具20则用以与另一更换的工件40压合在一起，重复图8b至图8d的步骤，可再次完成图8e所示的电镀层42图案。其中电路板在施以二次铜的加工电镀前当已先完成钻孔、镀化铜、电镀一次铜等步骤，而完成本电镀加工后亦另须施加其它工序。

图9a至图9e所示为本发明第四实施例于工件上形成图案的方法剖面示意图，其用以进行电路板线路图案的蚀刻。首先，如图9a所示，准备三层式的具有图案的网板模具20，其包含一网板结构22、一遮蔽图案层24及一多孔性基材26；接着如图9b所示，将具有图案的网板模具20与工件40压合在一起，使图案化遮蔽区241遮蔽部分工件表面401，其中工件40是一电路板，其中工件40是一电路板；之后将工件40及具有图案的网板模具20置于蚀刻槽(图中未示)中进行蚀刻，如图9c所示，于未被图案化遮蔽区241遮蔽的部分工件表面401形成一蚀刻凹槽44；接着如图9d所示，将具有图案的网板模具20与工件40分开，此时工件表面上已完成如图9e所示的蚀刻凹槽44图案；而分离后的具有图案的网板模具20则用以与另一更换的工件40压合在一起，重复图9b至图9d的步骤，可再次完成图9e所示的蚀刻凹槽44图案。

图10a至图10g所示为本发明第五实施例于工件上形成图案的方法剖面示意图，其是以间接加成法电镀制作电路板的导电线路图案。首先，如图10a所示，准备三层式的具有图案的网板模具20，其包含一网板结构22、一遮蔽图案层24及一多孔性基材26；接着如图10b所示，将具有图案的网板模具20与工件40压合在一起，使图案化遮蔽区241遮蔽部分工件表面401，其中工件40的材质是难镀材料，亦即工件40与电镀上的金属具有较低的结合力；之后将工件40及具有图案的网板模具20置于电镀槽(图中未示)中进行电镀，如图10c所示，于未被图案化遮蔽区241遮蔽的部分工件表面401形成一电镀层42以供作为一金属导电线路；接着如图10d所示，将具有图案的网板模具20与工件40分开，此时工件表面401上已完成如图10e所示的电镀层42图案；之后如图10f所示，将工件40与一介电材46压合，并将温度提升至介电材46的玻璃转换温度以上，维持适当时间后再降低温度至玻璃转换温度以下；最后分离工件40与介电材46，此时原本电镀于工件40上的电镀层42，即金属导电线路，转移至介电材46上，如图10g所示，即可制作一基本电路板50。又此已将电镀层42转移的工件40可与上述分离后的具有图案的网板模具20再次压合在一起，重复图10b至图10d的步骤，可再次完成图10e所示的金属导电线路；以及重复图10f至图10g的步骤，即可再次制作一基本电路板50。

在上述的实施例中均以单面加工做为示范，若双面均须进行加工时，可分别制做两套具有图案的网板模具，于加工时双面皆覆盖所需的具有图案的网板模具，再进入电镀槽或蚀刻槽中进行加工。

本发明的于工件上形成图案的方法，可取代传统工艺中重复涂布感光材料、曝光、显影、烘烤，及剥膜的高温、高湿、强酸、强碱等复杂工序。对量产型产品而言，如此即可少掉许多制作工序，大幅缩短制造所需时间，提升产品良率，并节省许多水电与化学品的需求，可有效降低成本，大幅减少对环境的伤害。

以上所述的实施例仅是说明本发明的技术思想及特点，其目的在使本领域技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，当不能以其限定本发明的专利范围，即凡是根据本发明所揭示的精神所作的均等变化或修饰，仍应涵盖在本发明的专利范围内。

Claims (16)

1.一种具有图案的网板模具，其特征在于，包含：

一网板结构，其包含至少一层网状结构及一框架结构，该框架结构框设于该网状结构的一周缘，该网状结构包含有相对的一第一表面及一第二表面；

一遮蔽图案层，连结于该网状结构的该第一表面，该遮蔽图案层包含覆盖部分该网状结构的一图案化遮蔽区；以及

一多孔性基材，设置于该网状结构的该第二表面，该多孔性基材具有孔隙以供一反应液体于该孔隙中流动并流经该网状结构的未被该图案化遮蔽区覆盖的区域。

2.根据权利要求1所述的具有图案的网板模具，其特征在于，该遮蔽图案层连接于该网状结构的该第一表面且延伸至该第二表面。

3.根据权利要求1所述的具有图案的网板模具，其特征在于，该框架结构对该网状结构提供一张力，以保持该遮蔽图案层的平整。

4.根据权利要求1所述的具有图案的网板模具，其特征在于，该反应液体是一电镀液或一蚀刻液。

5.根据权利要求4所述的具有图案的网板模具，其特征在于，该遮蔽图案层的材料是防镀或抗蚀的材料。

6.根据权利要求1所述的具有图案的网板模具，其特征在于，图案化遮蔽区是以机械加工、激光加工或化学加工形成。

7.一种具有图案的网板模具，其特征在于，包含：

一多孔性基材，其具有孔隙，以供一反应液体于该孔隙中流动；以及

一遮蔽图案层，连接于该多孔性基材的一侧并伸入该多孔性基材中，该遮蔽图案层包含覆盖部分该多孔性基材的一图案化遮蔽区。

8.根据权利要求7所述的具有图案的网板模具，其特征在于，该反应液体是一电镀液或一蚀刻液。

9.根据权利要求8所述的具有图案的网板模具，其特征在于，该遮蔽图案层的材料是防镀或抗蚀的材料。

10.根据权利要求7所述的具有图案的网板模具，其特征在于，该图案化遮蔽区是以机械加工、激光加工或化学加工形成。

11.一种于工件上形成图案的方法，其特征在于，包含：

提供一工件，具有一工作表面；

提供一具有图案的网板模具，其包含一多孔性基材及设置于该多孔性基材上的一遮蔽图案层，该遮蔽图案层包含有一图案化遮蔽区；

设置具有图案的网板模具于该工件上，使该图案化遮蔽区遮蔽部分该工件表面；

置放该工件及该具有图案的网板模具于一反应槽中，使该反应槽中的一反应液体流经该多孔性基材及未被该图案化遮蔽区遮蔽的部分该工件表面进行化学反应；以及

移除该具有图案的网板模具。

12.根据权利要求11所述的于工件上形成图案的方法，其特征在于，该反应槽是一电镀槽，该反应液体是一电镀液，该化学反应是于未被该图案化遮蔽区遮蔽的部分该工件表面形成一电镀图案。

13.根据权利要求11所述的于工件上形成图案的方法，其特征在于，该反应槽是一蚀刻槽，该反应液体是一蚀刻液，该化学反应是于未被该图案化遮蔽区遮蔽的部分该工件表面形成一蚀刻图案。

14.根据权利要求11所述的于工件上形成图案的方法，其特征在于，该具有图案的网板模具还包含设置于该多孔性基材及该遮蔽图案层之间的一网板结构。

15.根据权利要求14所述的于工件上形成图案的方法，其特征在于，该网板结构包含至少一层网状结构及框设于该网状结构的一周缘的一框架结构，该网状结构与该遮蔽图案层结合，且该框架结构对该网状结构提供一张力，以保持该遮蔽图案层的平整。

16.根据权利要求11所述的于工件上形成图案的方法，其特征在于，该遮蔽图案层的材料是防镀或抗蚀的材料。

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