CN103203984A - 一种印刷用三维立体掩模板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种印刷用三维立体掩模板，包括基板及位于基板两侧的印刷面及PCB面，所述掩模板具有多个图形开口及三维立体结构，所述三维立体结构包括位于所述印刷面的凸起区域及所述PCB面的凹陷区域。该种掩模板具有三维立体式的凸起和凹陷部位，其凸起高度为0.1~10mm，凹陷的深度为0.1~10mm，凸起和凹陷部位与板面的外夹角在80°~90°；该掩模板组分为纯镍，其精度很高；均匀性高，板面质量好，光亮、无糙点、划痕、针孔；开口质量好，孔壁光滑、无毛刺；该种掩模板生产成本低，工艺简单，能耗低。

Description

一种印刷用三维立体掩模板
技术领域
本发明涉及一种三维立体掩模板，尤其涉及印刷用三维立体掩模板。
背景技术
随着我国电子行业迅速的发展，模板印刷工艺在电子制造业也得到应用，SMT印刷就是典型。在电子产品制造过程中要把电子元件和PCB焊接起来需要先把锡放在PCB上，而PCB上有成百上千的焊盘需要上锡，每个焊盘的位置都对应着电子元件，要把需要上锡的焊盘一次性精准的上好锡最好的方法就是印刷。在电子制造业里通常用的方法是制作一块有无数小孔的不锈钢片，每个孔都对应着一需要上锡的焊盘，然后把不锈钢片贴在绷好的网纱上，网纱贴在印刷模板网框的底面上。
焊盘上的锡膏是否平整、均匀、用量是否适当将直接影响电子元件SMT的效果，特别是有精密电子元件焊盘和热压手指时，对印刷模板要求更高。
印刷模板是用来印刷锡膏的模具，目前一般采用钢网。而传统工艺通过激光切割技术制作的钢模开口精度不能达到要求，板面质量也不够高。
PCB行业的发展不仅仅局限于平面模板，现有PCB发展迅速，一些有特定要求的位置需要凹形部位，如埋入凸块连印制板，以满足PCB板上焊接较大的元件，且不影响整体的印刷效果。凸形部位同样的道理。因此制作具有与PCB上凹凸形状相对应的金属掩模板是以后未来的发展趋势。
如何开发出一种比普通钢网制作的印刷模板性能更加优异的新产品，且具有精确深宽比和开口质量好的凹凸部位至关重要。
随着印刷产品的日渐丰富，单一的平面丝网印刷已经不能满足现有市场的需求。现在市场需求越来越追求个性，时尚，产品已经由过去单一的平面，逐渐发展成曲面、高低台面，并且伴有镂空或凸起设计。在高精密制造领域，即使是基体表面很小的凸凹部位也会造成转移过程中位置精度和尺寸精度的很大偏差和掩模的变形，导致产品和掩模的报废。使用二维掩模转移时基体表面凹凸区域边缘处掩模开口由于无法和基板紧密接触而精确对位，导致转移材料的偏差转移或错位转移。在现有技术中，对于非平面的印刷往往采用移印的方式，但是移印方式存在印刷有效面积小、印刷效果差等问题，尤其对于大面积印刷的产品更无法满足其要求，并且要求设备投入大、成本较高。因此，传统的移印方式已不能满足当今对异型产品丝网印刷的要求。
想要在现有的设备上实现异型（立体）产品的丝网印刷，关键在于丝网印刷板的制作，即必须研发出适用于立体丝网印刷的网板制作工艺。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是提供一种印刷用三维立体掩模板其比普通钢网制作的印刷模板，性能优异且具有精确深宽比和开口质量好的凹凸部位。
（二）技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种印刷用三维立体掩模板，包括基板及位于基板两侧的印刷面及PCB面，所述掩模板具有多个图形开口及三维立体结构，所述三维立体结构包括位于所述印刷面的凸起区域及所述PCB面的凹陷区域。
其中，所述三维立体结构上带有满足印刷要求的图形开口，所述三维立体结构上的图形开口为上小下大的开口，其锥度为3~8°。
其中，所述掩模板的凹陷区域与板面的夹角在80°~90°。
其中，所述凸起区域与凹陷区域中心在同一条线上，该线与所述掩模板的板面垂直；所述凹陷区域小于凸起区域的面积，所述三维立体结构为空心结构。
其中，所述凸起区域与所述基板的对位精度高，且三维立体结构的孔壁光滑，无毛刺。
其中，所述凸起区域的高度为0.1~10mm。
其中，所述凹陷区域的深度为0.1~10mm。
其中，所述金属掩模板的基板厚度为20~100um。
其中，所述掩模板的材质为纯镍。
其中，所述镍金属镀层的均匀性COV小于5%；所述镍金属镀层表面光亮度为一级光亮，无糙点、针孔。
（三）有益效果
上述技术方案所提供的一种印刷用三维立体掩模板，包括基板及位于基板两侧的印刷面及PCB面，所述掩模板具有多个图形开口及三维立体结构，所述三维立体结构包括位于所述印刷面的凸起区域及所述PCB面的凹陷区域。该种掩模板具有三维立体式的凸起和凹陷部位，其凸起高度为0.1~10mm，凹陷的深度为0.1~10mm，凸起和凹陷部位与板面的外夹角在80°~90°；该掩模板组分为纯镍，该种掩模板精度很高；该种掩模板均匀性高，板面质量好，光亮、无糙点、划痕、针孔；开口质量好，孔壁光滑、无毛刺；该种掩模板生产成本低，工艺简单，能耗低。
附图说明
图1A是本发明实施例1金属掩模板三维立体区域示意图；
图1B是图1的A~A截面示意图；
图2是本发明三维立体结构上的图形开口示意图；
图3是本发明实施例1印刷示意图；
图4是本发明实施例3印刷示意图；
其中：1：凸起区域；2：凹陷区域；3：印刷面；4：PCB面；5：开口；11：掩模板；22：图形开口；111：PCB板；222：PCB板凸起区域；444：刮刀；555：转移材料。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
实施例1
结合图1A、1B、图2及3所示，本发明实施例提供了一种印刷用三维立体掩模板11，包括基板及位于基板两侧的印刷面3及PCB面4，掩模板11具有多个图形开口22及三维立体结构，三维立体结构包括位于印刷面3的凸起区域1及PCB面4的凹陷区域2。能够得到高精度印刷用三维立体镍金属掩模板11，板面光亮度好，镀层表面质量好，无麻点、针孔等；能够得到不同高度或深度的up和down区，up和down区与板面的外夹角很接近90°利于印刷时下锡膏的精度要求；较激光钢网的开口精度高，开口质量好，孔壁光滑；该种掩模板11均匀性高；较金属镍掩模板11的成本低，能耗低，工艺简单。
本模板是应用于SMT表面贴装技术流程中的第一步骤印刷锡膏，在印刷过程中，板面的均匀性和开口质量的好坏直接影响下锡质量的好坏。均匀性好，就不会出现板面偏薄位置的下锡不良现象。一般通过在电铸槽中加入一个阳极挡板来提高镀层均匀性；开口质量好，就不会出现塌锡、连锡、拉尖等不良现象。电铸较激光钢网的最大优点就在于电铸是原子级别的沉积，只要显影点控制得很好，电铸出来的掩模板11的孔壁光滑、无毛刺等不良现象。具体参照图3所示，PCB板111与掩模板11的PCB面4配合，PCB板凸起区域222与掩模板11的三维立体结构配合，在印刷过程中刮刀444带动转移材料555在掩模板11的印刷面3上移动。
凸起区域1与凹陷区域2中心在同一条线上，该线与掩模板11的板面垂直。掩模板11的凹陷区域2与板面的夹角在80°~90°。凹陷区域2小于凸起区域1的面积，三维立体结构为空心结构。凸起区域1与基板的对位精度高，且三维立体结构的孔壁光滑，无毛刺。
对于三维立体掩模板11来说，需要克服的问题有凸起和凹陷区域2的制作是否优良，尤其是位置精度。为了配合特殊位置的精度要求，且对up或down区的深宽比要求严格，还包括凸起或凹陷区与垂直板面方向的角度。因此，对于芯模的选材和制作尤为重要，再就是down区与平面镀层之间的结合力也是考虑的重点。凸起区域1和凹陷区域2的制作主要通过先蚀刻芯模，在芯模上制作出一个凹陷，再在该芯模上进行电铸，电铸后剥离即可得到不同高度和深度的三维立体结构。
印刷用三维立体镍金属掩模板11开口精度高，同时产品组分能满足印刷要求，产品厚度也能控制在要求范围内；采用304不锈钢芯模作为阴极基板，镀层易于剥离，且可得到角度复合要求的凹陷及凸起区域1，这是由于304不锈钢表面形成了一层具有非晶态结构的致密的氧化表面膜，与沉积层有着很大的晶相差异，从而形成的电铸层的“不粘合”特性，利于凹陷区域2的剥离。
凸起区域1的高度为0.1~10mm，优选的凸起区域1的高度为0.5~1mm。凹陷区域2的深度为0.1~10mm。优选的凹陷区域2的深度为0.5~1mm。金属掩模板11的基板厚度为20~100um。
掩模板11的材质为纯镍。镍金属镀层的均匀性COV小于5%；镍金属镀层表面光亮度为一级光亮，无糙点、针孔。
实施例2
与上述实施例1的不同之处在于，结合图4所示，，掩模板11的三维立体结构上带有满足印刷要求的图形开口5，而PCB板与开口5对应的区域设置焊接铜台333。三维立体结构上的图形开口5为上小下大的开口，其锥度为3~8°。
由以上实施例可以看出，本发明实施例提供了一种印刷用三维立体掩模板11，包括基板及位于基板两侧的印刷面3及PCB面4，掩模板11具有多个图形开口22及三维立体结构，三维立体结构包括位于印刷面3的凸起区域1及PCB面4的凹陷区域2。该种掩模板11具有三维立体式的凸起和凹陷部位，其凸起高度为0.1~10mm，凹陷的深度为0.1~10mm，凸起和凹陷部位与板面的外夹角在80°~90°；该掩模板11组分为纯镍该种掩模板11精度很高；该种掩模板11均匀性高，板面质量好，光亮、无糙点、划痕、针孔；开口质量好，孔壁光滑、无毛刺；该种掩模板11生产成本低，工艺简单，能耗低。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种印刷用三维立体掩模板，其特征在于，包括基板及位于基板两侧的印刷面及PCB面，所述掩模板具有多个图形开口及三维立体结构，所述三维立体结构包括位于所述印刷面的凸起区域及所述PCB面的凹陷区域。
2.根据权利要求1所述的印刷用三维立体掩模板，其特征在于，所述三维立体结构上带有满足印刷要求的图形开口，所述三维立体结构上的图形开口为上小下大的开口，其锥度为3~8°。
3.根据权利要求2所述的印刷用三维立体掩模板，其特征在于，所述掩模板的凹陷区域与板面的夹角在80°~90°。
4.根据权利要求3所述的印刷用三维立体掩模板，其特征在于，所述凸起区域与凹陷区域中心在同一条线上，该线与所述掩模板的板面垂直；所述凹陷区域小于凸起区域的面积，所述三维立体结构为空心结构。
5.根据权利要求4所述的印刷用三维立体掩模板，其特征在于，所述凸起区域与所述基板的对位精度高，且三维立体结构的孔壁光滑，无毛刺。
6.根据权利要求5所述的印刷用三维立体掩模板，其特征在于，所述凸起区域的高度为0.1~10mm。
7.根据权利要求6所述的印刷用三维立体掩模板，其特征在于，所述凹陷区域的深度为0.1~10mm。
8.根据权利要求3所述的印刷用三维立体掩模板，其特征在于，所述金属掩模板的基板厚度为20~100um。
9.根据权利要求1所述的印刷用三维立体掩模板，其特征在于，所述掩模板的材质为纯镍。
10.根据权利要求1所述的印刷用三维立体掩模板，其特征在于，所述镍金属镀层的均匀性COV小于5%；所述镍金属镀层表面光亮度为一级光亮，无糙点、针孔。
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