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技术

本发明专利技术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。本发明专利技术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。低。

【技术实现步骤摘要】
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


[0001]本专利技术涉及印刷
，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。

技术介绍

[0002]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。
[0003]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。
[0004]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。
[0005]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。
[0006]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。
[0007]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。
[0008]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。
[0009]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，光需本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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。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。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。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。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...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡宏宇，洪少彬，
申请(专利权)人：德中天津技术发展股份有限公司，
类型：发明
国别省市：