模板的制造方法技术

一种形成丝网印刷模板的方法，该方法包括用双极电信号电铸模板的步骤。该双极信号包括阴极脉冲（２２）和阳极脉冲（２４）。当在电铸过程中施加阴极脉冲（２２）时，沉积金属。当施加阳极脉冲（２４）时，除去金属。阴极脉冲（２２）具有比阳极脉冲（２４）更长的持续时间。阳极脉冲（２４）的幅度与阴极脉冲（２２）的幅度的比大于１。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】模板的制造方法
本专利技术涉及丝网印刷中所用的模板的制造方法。
技术介绍
丝网印刷模板通过模板上的开口区域来限定图案形状。通过模板上的开口区域来印刷材料，于是所印迹与开口区域大致匹配。丝网印刷模板在电子基材制造和电子配装工业中具有广泛的应用。这些应用包括但不限于印刷电路板的印刷、用于电子封装的焊膏和导电粘合剂的沉积以及导体和电阻器电路的印刷。为了使电子器件更小、更快和更轻，同时具有更高的引线数，导致了采用先进封装技术的趋势，这种封装技术不采用导线来互相连接。先进封装技术的使用能够增加接点的数量、减小封装的尺寸，从而提高封装性能并降低生产成本。封装电子元件的最快和最具有成本吸引力的方法之一是通过模板的孔来丝网印刷互相连接的材料，然后据此封装元件。但是，目前在实际应用方面还受到限制。这是因为已知的制造模板的工艺还不能生产在细微间距上具有理想孔的模板。对于小的图形而言(例如，低于100微米)，理想地形成模板的孔，使得以高容限来使同样体积的糊膏有效地从各个孔中释放出来并印刷是很关键的。普通金属模板可以用各种方法生产。在最先知道的方法中使用了化学蚀刻。该方法包括首先通过将抗蚀剂施加到金属箔上形成抗蚀剂掩模，并通过掩模以光学法在抗蚀剂上形成图案。然后将抗蚀剂显影，在箔上留下掩模的图案。然后将带有抗蚀剂掩模的箔浸入化学蚀刻剂中。抗蚀剂掩模所覆盖的区域受到了保护，并阻止金属箔被蚀刻掉。相反，未被抗蚀剂掩模所覆盖的暴露区域被蚀刻掉，从而形成贯穿金属箔的孔，由此限定了模板。化学蚀刻模板的缺点是由于蚀刻所导致的钻蚀过程，使-->得不能可靠地生产具有小的孔和细微间距的化学蚀刻模板。由于糊膏可能会滞留在受钻蚀的侧壁上，因此当使用该模板时可能会产生问题。因此，这种模板仅用于大间距的图形。在另一种方法中使用了激光切割。该方法包括将金属箔固定在框架内。表示需要形成的理想模板的孔的图像的数据文件存储在计算机中。在计算机的控制下，激光依次烧蚀每个孔，从而描绘出该图像。然而，用于形成丝网印刷模板的激光切割工艺对于形成具有细微间距的孔也存在一些缺陷。值得注意的是激光切割出粗糙的孔壁，这会导致在印刷过程中糊膏或粘合剂滞留在孔中。另一个问题是该工艺会使细微间距部分变得非常不整洁，会在孔周围涌出熔融金属，并且经常导致在某些孔的边缘产生所不期望的凸缘。此外，可能会发生金属的清除不完全，从而留下堵塞的孔。另一个问题是在细微间距孔的直径会发生+/-10微米的变化。另一种生产模板的方法使用直流电铸。该工艺从适当地制备芯轴开始，典型地是与干膜光致抗蚀剂一起层压的不锈钢板。将该抗蚀剂经掩模暴露于平行光束紫外光源下，然后显影，留下孔的图案。一旦完成该工序，将图案化的芯轴浸入到合适的电镀液中并暴露于高直流电流中，开始电镀工艺。金属离子沉积在光致抗蚀剂周围，直到所需的模板厚度。下一步剥离聚合的光致抗蚀剂，然后将箔以机械法除去。US 5,359,928中介绍了直流电铸工艺的例子。直流电铸技术的问题是它无法可靠地生产间距低于150微米的模板。因此在这些级别，孔的形状和尺寸各不相同。而且，传统的直流电镀由于电流集聚效应，无法在基材上均匀电镀。这种不均匀的电流密度导致不均匀的电镀率，因此导致模板上电镀金属的总体变化。该工艺还会在孔周围产生凸圈或凸缘，这在印刷工艺过程中可能会导致渗色。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种制造模板的改进方法和一种高分辨率的模板。-->根据本专利技术的一个方面，提供了一种形成模板的方法，该方法包括用包括多个双极波形的双极电信号对模板进行电铸。与传统的直流电铸相比，使用双极电铸具有几个固有的优点。最显著的是它能够控制材料分布，从而在模板上提供了均匀的金属沉积，这意味着用这种方法形成的图形具有优异的边缘清晰度。而且，可以控制材料的性能，例如，硬度、内应力、脆性、延展性和晶体结构。此外，提高了电流效率，这减少了氢气的形成，因此减少了蚀损斑并降低了残余应力。另外，在实践中，使用该方法减少或消除了对使用有机添加剂的需要。双极波形是指包含正脉冲和负脉冲的波形。电铸工艺过程中，当施加双极波形的正脉冲时，沉积金属。将该正脉冲称为阴极脉冲。当施加负脉冲时，除去金属。将该负脉冲称为阳极脉冲。优选阴极脉冲具有比阳极脉冲更长的持续时间。优选阴极脉冲的持续时间至少是阳极脉冲的两倍。阴极脉冲持续时间与阳极脉冲持续时间的比可以在2∶1到100∶1的范围内。优选阴极脉冲具有比阳极脉冲更低的峰值。阴极脉冲高度与阳极脉冲高度的比可以在1∶1.5到1∶20的范围内。阳极脉冲高度基本可以达到阴极脉冲高度的1.5倍。阳极脉冲高度基本可以达到阴极脉冲高度的20倍。该方法可以涉及双极波形的改变。例如，初始时可以使用适合于提供光滑的模板侧壁的双极波形，接下来，到工艺将结束时，可以改变波形以提供粗糙的上表面。可以通过改变频率，和/或阴极脉冲和阳极脉冲的持续时间，和/或阴极脉冲和阳极脉冲的幅度，和/或阴极脉冲和阳极脉冲的相对宽度，和/或阴极脉冲和/或阳极脉冲的相对幅度来实现这一点。波形可以是方波、尖波或正弦波。通常优选双极波形为电流波形。在此情况下，电压受到控制，改变的是电流。当然，双极波形同样可以为电压波形。在此情况下，电压波形相对于电流而变化。当双极波形为电流波形时，可以具有在1ms(毫秒)～999ms的毫-->秒级范围内的脉冲宽度。在此情况下，电压范围取决于基材的尺寸。阳极脉冲的平均电流密度小于阴极波形的平均电流密度。电流的峰值密度可以为1A/dm2～50A/dm2，其中A/dm2＝安培每平方分米，1平方分米是100cm2。平均电流密度可以为3A/dm2～15A/dm2，其中平均电流密度是一个波形中的电流的平均值。对模板进行电铸的步骤可以包括：在导电表面上提供模具，该模具限定了导电表面的暴露区域；将模具和导电表面浸入离子溶液中，用双极电流或电压信号电镀模具所暴露的区域。可以将模具提供在导电表面所携带的中间层上。中间层可以是使模板很容易从基材上除去的消耗性的剥离层。根据本专利技术的另一方面，本专利技术提供了用于形成在导电表面上具有掩模的模板的系统，该掩模限定了导电表面上的暴露区域，本专利技术还提供了用双极电流或电压信号来电镀被掩模所暴露的区域的装置，所述双极电流或电压信号包括各自具有阴极脉冲和阳极脉冲的多个波形。优选阴极脉冲具有比阳极脉冲更长的持续时间。优选阴极脉冲的持续时间至少是阳极脉冲的两倍。阴极脉冲持续时间与阳极脉冲持续时间的比可以在2∶1到100∶1的范围内。优选阴极脉冲具有比阳极脉冲更低的峰值。阴极脉冲高度与阳极脉冲高度的比可以在1∶1.5到1∶20的范围内。阳极脉冲高度基本可以达到阴极脉冲高度的1.5倍。阳极脉冲高度基本可以达到阴极脉冲高度的20倍。双极波形优选具有较大的阳极/阴极脉冲比，和具有比阴极脉冲时间更短的阳极脉冲时间。波形可以是方波、尖波或正弦波。双极波形可以为电流波形。可选择地，双极波形可以为电压波形。当双极波形为电流波形时，阳极脉冲的平均电流密度优选小于阴极波形的平均电流密度。当双极波形为电流波形时，平均电流密度可以为3A/dm2～10-->A/dm2。波形可以具有7A/dm2的平均电流密度、20Hz(50ms)的频率、在10A/dm2时4本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成模板的方法，该方法包括用双极电信号来电铸模板的步骤，所述双极电信号包括各自具有阴极脉冲和阳极脉冲的多个双极波形。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】GB 2003-1-31 0302222.51.一种形成模板的方法，该方法包括用双极电信号来电铸模板的步骤，所述双极电信号包括各自具有阴极脉冲和阳极脉冲的多个双极波形。2.如权利要求1所述的方法，其中所述阴极脉冲具有比所述阳极脉冲更长的持续时间。3.如权利要求2所述的方法，其中所述阴极脉冲具有至少是所述阳极脉冲持续时间2倍的持续时间。4.如权利要求3所述的方法，其中所述阴极脉冲持续时间和所述阳极脉冲持续时间的比在2∶1到100∶1的范围内，例如为3∶1。5.如权利要求1～4任一项所述的方法，其中所述阴极脉冲具有比所述阳极脉冲低的峰值。6.如权利要求5所述的方法，其中所述阴极脉冲的峰值与所述阳极脉冲的峰值的比在1∶1.5到1∶20的范围内。7.如前述任一项权利要求所述的方法，其中所述双极信号是方形或尖形或正弦波形。8.如前述任一项权利要求所述的方法，其中所述双极波形具有在1ms～999ms范围内的脉冲宽度。9.如前述任一项权利要求所述的方法，其中所述双极波形为电流波形。10.如权利要求9所述的方法，其中所述阳极脉冲的平均电流密度小于所述阴极脉冲的平均电流密度。11.如权利要求9或10所述的方法，其中峰值电流密度在1A/dm2～50A/dm2的范围内。12.如权利要求9～11任一项所述的方法，其中所述平均电流密度在3A/dm2到～10A/dm2的范围内。13.如权利要求1～8任一项所述的方法，其中所述双极波形为电压波形。14.如前述任一项权利要求所述的方法，所述方法包括改变所述双极信号。15.如权利要求14所述的方法，所述方法包括改变信号频率、阴极脉冲和阳极脉冲的持续时间、阴极脉冲和阳极脉冲的幅度、阴极脉冲和阳极脉冲的相对持续时间和阴极脉冲和阳极脉冲的相对幅度中的任何一项。16.如前述任一项权利要求所述的方法，其中所述的电铸模板步骤包括：在导电表面上提供模具，所述模具限定了所述导电表面的暴露区域；将所述模具和所述导电表面浸入到离子溶液中，并用双极电流或电压信号电镀模具所暴露的区域。17.一种模板形成系统，所述系统在导电表面上使用模具，所述模具限定了所述导电表面的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克PY德穆利，罗伯特W凯，
申请(专利权)人：微型模板有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[]