CN103223768B - 一次印刷形成不同膜厚的金属印刷模板 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一次印刷形成不同膜厚的金属印刷模板，主要包含一金属膜片，定义有不同印刷膜厚的一第一膜厚涂布区与一第二膜厚涂布区，其中该第一膜厚涂布区为一贯穿由贴附面至印刷面的等面积开孔，该第二膜厚涂布区内包含有复数个数组微孔，该些数组微孔的开孔率占该第二膜厚涂布区的40%~90%面积比。

Description

一次印刷形成不同膜厚的金属印刷模板

技术领域

本发明关于用以形成精密涂层的印刷治具，特别有关于一种一次印刷形成不同膜厚的金属印刷模板。 

背景技术

在传统的电子组件制程中，以网版印刷(screen printing)与模版印刷(stencil printing)为成本较低的图案形成技术，特别可适用于太阳能电池、积层陶瓷电容、其它积层式或薄膜型电子产品的大量生产。然而，网版印刷因使用的网版有网线与网线交错的结目导致印刷形成的图案再现性、精准度与分辨率无法进一度提高。因而，申请人在中国台湾发明专利I299304「金属印刷模板及其使用方法」、中国台湾发明专利I306061「多层式金属印刷模板及其制造方法」、以及中国台湾新型专利M388414「金属印刷模板」，提供多种可高精密模版印刷的治具，其主体为精密电铸的单层或多层金属膜，都在于改善传统网版印刷的缺点。

此外，在特定电子产品会有印刷图案涂层要求具有不同厚度的需要，根据现行的网版印刷技术则需要设计两套不同图案的网版并进行两(多)道印刷操作，第一次印刷的网版同时具有较薄膜厚涂布层与较厚膜厚涂布层的对应图案，经烘干之后再进行第二次印刷，第二次印刷的网版仅具有较厚膜厚涂布层的对应图案，第二次印刷之后也需要再次烘干，不但制程效率较差，并且两次印刷的对位误差也会造成较厚膜厚涂布层的厚度不足与线径变宽。因此，在图案形成的高精密模版印刷制程中客户端希望能有以一次印刷形成不同厚度印刷图案涂层的需要。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种一次印刷形成不同膜厚的金属印刷模板，能达到一次印刷形成两(多)种不同膜厚的图案化涂层的功效。

本发明的次一目的在于提供一种一次印刷形成不同膜厚的金属印刷模板，以金属膜片内较厚膜厚涂布区容易张裂变形的问题。

本发明的再一目的在于提供一种一次印刷形成不同膜厚的金属印刷模板，以改善印刷涂料容易积存沾黏在使形成不同膜厚涂布区的特殊结构内，如数组微孔、链接天桥的填料缺口等。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

在前述的金属印刷模板中，该金属膜片在该些数组微孔之间的实体条宽度可不大于该些数组微孔之间中心点至中心点的节距的二分之一。

在前述的金属印刷模板中，该等面积开孔可为一长槽孔。

在前述的金属印刷模板中，可另包含复数个连结天桥，其一体连接于该金属膜片的该等面积开孔的两对称长边，以防止在拉伸该金属膜片时造成长槽孔的开裂，并且该些连结天桥不突出于该印刷面，并且该些连结天桥的厚度可小于该金属膜片由该贴附面至该印刷面的厚度，使得每一连结天桥在朝向该贴附面的部位形成有一填料缺口。

在前述的金属印刷模板中，该等面积开孔可具有一延伸至该第二膜厚涂布区内的连接端。

在前述的金属印刷模板中，该等面积开孔的该连接端可位于最邻近排的两数组微孔之间。

在前述的金属印刷模板中，该等面积开孔可贯穿该第二膜厚涂布区。

在前述的金属印刷模板中，该金属膜片可为一电铸钢版，其厚度介于15~300微米。

在前述的金属印刷模板中，可另包含：

  一第一润滑膜层，形成于该印刷面上；

  一第二润滑膜层，形成于该等面积开孔的孔壁内；以及

  一第三润滑膜层，形成于该些数组微孔的孔壁内。

在前述的金属印刷模板中，该等面积开孔可为一长槽孔而具有两对称长边，该金属印刷模板可另包含：

    复数个连结天桥，其一体连接于该金属膜片的该等面积开孔的该两对称长边；以及

      一第四润滑膜层，形成于该些连结天桥显露在该等面积开孔内的侧面与底面。

附图说明

图1为本发明的一第一具体实施例的一种一次印刷形成不同膜厚的金属印刷模板的平面示意图。

图2为本发明的一第一具体实施例的该金属印刷模板的局部平面示意图。

图3为本发明的一第一具体实施例的该金属印刷模板在两膜厚涂布区处的平面放大示意图。

图4为本发明的一第一具体实施例的该金属印刷模板在第3图的立体示意图。

图5为本发明的一第一具体实施例的该金属印刷模板沿第4图5-5线的剖切示意图。

图6A与图6B为本发明的一第一具体实施例的该金属印刷模板在使用时与使用后在一基板上形成两(多)种不同膜厚的图案化涂层的截面示意图。

图7为本发明的一第二具体实施例的另一种一次印刷形成不同膜厚的金属印刷模板的局部平面示意图。

图8为本发明的一第二具体实施例的该金属印刷模板在两膜厚涂布区处的平面放大示意图。

图9为本发明的一第二具体实施例的该金属印刷模板在第8图的立体示意图。

【主要组件符号说明】

100 金属印刷模板                      110 金属膜片

111 贴附面                             112 印刷面

113 第一膜厚涂布区            114 第二膜厚涂布区

115 数组微孔                        115A 最邻近排的两数组微孔

115B 最邻近数组微孔                116 连接端

120 连结天桥                        121 填料缺口

130 框型模板              131 开口

141 第一润滑膜层              142 第二润滑膜层

143 第三润滑膜层          144 第四润滑膜层

200 金属印刷模板          310 待印刷物

320 刮刀                  330 涂料

331 第一膜厚涂布层       332 第二膜厚涂布层

P  数组微孔之间中心点至中心点的节距

W1  在数组微孔之间的实体条宽度

W2 连接端至最邻近数组微孔的距离

T1 由贴附面至印刷面的第一厚度

T2 连结天桥的第二厚度 。

具体实施方式

以下将配合所附图示详细说明本发明的实施例，然应注意的是，该些图示均为简化的示意图，仅以示意方法来说明本发明的基本架构或实施方法，故仅显示与本发明有关的组件与组合关系，图中所显示的组件并非以实际实施的数目、形状、尺寸做等比例绘制，某些尺寸比例与其他相关尺寸比例或已夸张或是简化处理，以提供更清楚的描述。实际实施的数目、形状及尺寸比例为一种选置性的设计，详细的组件布局可能更为复杂。

依据本发明的第一具体实施例，一种一次印刷形成不同膜厚的金属印刷模板举例说明于图1的平面示意图、图2的局部平面示意图、图3的在两膜厚涂布区处的平面放大示意图、图4的在第3图的立体示意图、以及图5的沿图4的5-5线剖切示意图。本发明公开一种一次印刷形成不同膜厚的金属印刷模板100，主要包含一金属膜片110，该金属膜片110具有一贴附面111与一印刷面112，并定义有不同印刷膜厚的一第一膜厚涂布区113与一第二膜厚涂布区114。通常该金属膜片110伸张贴设于一框型模板130下，该金属膜片110的印刷面112显露于该框型模板130的一开口131中。该贴附面111用以贴附至一待印刷物310(如图6A所示)，而该待印刷物310可为一电子组件的母片，如太阳能电池基板、发光二极管晶圆、集成电路晶圆、被动组件陶瓷母片、或封装基板母片等等。该印刷面112为刮刀320的刮磨表面，即可供涂料330填入的表面(如图6A所示)，该涂料330可为导电膏，例如银膏或铜膏等等。在本实施例中，该金属膜片110可为一电铸钢版，其具有的一第一厚度T1介于15~300微米，即该金属膜片110为无网层的精密电铸膜结构，可为单层结构。而该金属膜片110的材质为镍或镍钴(Ni-Co)合金，较为硬质且光滑，能减少印刷时油墨的沾黏，有助于钢板印刷的作业性。

该第一膜厚涂布区113为一贯穿该贴附面111与该印刷面112的等面积开孔，换言之，该第一膜厚涂布区113的面积尺寸是由该等面积开孔所定义，该等面积开孔的孔壁作为该第一膜厚涂布区113的边缘。在本实施例中，该等面积开孔可为一长槽孔而具有两对称长边，一般而言为长槽孔形态的等面积开孔(即该第一膜厚涂布区113)可具有一狭窄的宽度，即该两对称长边的间隙距离，可约在1~10000微米(可低于1cm)，更具体可介于10~100微米。如图3及图4所示，该等面积开孔(即该第一膜厚涂布区113)的宽度小于该第二膜厚涂布区114内复数个数组微孔115的节距P，而接近该些数组微孔115的平行向边缘或孔径，例如：当该等面积开孔(即该第一膜厚涂布区113)提供作为太阳能电池的线路形成，该等面积开孔(即该第一膜厚涂布区113)的宽度具体可为50~70微米。此外，该等面积开孔(即该第一膜厚涂布区113)的该两对称长边的长度达到数公分至数十公分，可依产品需求作适当长度的延伸变化或连接。如图2所示，复数个等面积开孔(即该第一膜厚涂布区113)可连接成梳状槽孔。

该第二膜厚涂布区114内包含有该复数个数组微孔115，该些数组微孔115的开孔率占该第二膜厚涂布区114的40%~90%面积比，其中所谓的开孔率以该些数组微孔115的所有孔面积的总合作为子数并以该第二膜厚涂布区114的面积为母数，子数除以母数得到的百分比。而该第二膜厚涂布区114的面积尺寸是由该些数组微孔115最边缘的排与列的四周外围边线所定义。该些数组微孔115的开孔率应对应涂料黏性而限定在一特定范围，当该些数组微孔115的开孔率过高(如细网状结构)或孔深不足时，将无法达到所预定的薄化涂层，并且，在拉伸该金属膜片110或刮刀刮刷时，该些数组微孔115之间将容易断裂；反之，当该些数组微孔115的开孔率过低时，表示该些数组微孔115之间的实体条宽度过大，由该些数组微孔115内导出的涂料将不易拓散连接成一涂层。更具体地，该些数组微孔115的开孔率占该第二膜厚涂布区114的50%~80%面积比。此外，该些数组微孔115之间具有中心点至中心点的一固定节距P。通常该些数组微孔115的节距P可不大于100微米(μm)，该些数组微孔115的孔径或长边可不小于该些数组微孔115的节距P的二分之一，例如约为50微米，以达到密集化排列。在本实施例中，该些数组微孔115为方形孔。更具体地，请参阅图4，该金属膜片110在该些数组微孔115之间的实体条宽度W可不大于该些数组微孔115之间中心点至中心点的节距P的二分之一，可确保该金属膜片110在印刷后由于待印刷物脱离时原本在该些数组微孔115内的涂料可在待印刷物上拓散连接成一薄化涂层。此外，该些数组微孔115的孔深可相当于该金属膜片110由该贴附面111至该印刷面112的第一厚度T1。而该等面积开孔(即该第一膜厚涂布区113)的长边长度为该些数组微孔115的孔径或长边的数十倍以上，甚至可达千倍。在本实施例中，上述包含有该复数个数组微孔115该第二膜厚涂布区114可提供作为太阳能电池的线路总线(bus)的形成。

如图6A所示，在使用该金属印刷模板100进行模版印刷时，该金属膜片110的该贴附面111贴附至该待印刷物310，利用该刮刀320在该金属膜片110的该印刷面112上刮刷，使涂料330填入至该等面积开孔(即第一膜厚涂布区113)内与该第二膜厚涂布区114内的该些数组微孔115内。如图6B所示，在脱离该金属印刷模板100之后，在该等面积开孔内涂料330将在该待印刷物310上形成为一第一膜厚涂布层331，在该些数组微孔115内涂料330将在该待印刷物310上相互拓散连接而形成为一第二膜厚涂布层332，并连接至该第一膜厚涂布层331，其中该第二膜厚涂布层332的厚度可明显地小于该第一膜厚涂布层331的厚度，例如在该第一膜厚涂布层331的厚度的三分之二以下。在本实施例中，该第一膜厚涂布层331的厚度约可在31~50微米，该第二膜厚涂布层332的厚度约可在10~30微米。因此，利用本发明的金属印刷模板100可以在一次印刷中形成不同膜厚的涂布层331、332，可以节省公知多次印刷的制程时间与成本，也不会有公知多次印刷中涂布层对不准的位移偏差。

较佳地，该金属印刷模板100可另包含复数个连结天桥120，其一体连接于该金属膜片110的该等面积开孔的该两对称长边，以防止在拉张该金属膜片110时造成长槽孔的张裂，即用以改善该金属膜片110内用以形成较厚膜厚的第一膜厚涂布区113容易张裂变形的问题。并且，该些连结天桥120较佳为不突出于该印刷面112，以不影响刮刀的作业。较佳地，该些连结天桥120可共平面地对齐于该印刷面112，使在制造该些链接天桥120时与印刷作业时能更方便地进行，并且在印刷作业时能防止涂料沾黏在该些连结天桥120的上方。并且，每一连结天桥120在朝向该贴附面111的部位形成有一填料缺口121，即该些连结天桥120的一第二厚度T2小于该金属膜片110由该贴附面111至该印刷面112的第一厚度T1，由该贴附面111方向观视该第一膜厚涂布区113(即该等面积开孔)，其具有连通的孔边缘，以确保涂料在待印刷物上线路图案的连续形成，而由该印刷面112观视该第一膜厚涂布区113(即等面积开孔)，其可为断续状长槽孔形态。具体而言，该些连结天桥120可如同该金属膜片110这般在电铸制程中被制作。具体而论，该些连结天桥120的材质可选自于镍、镍合金、铜、铜合金的其中之一，与该金属膜片110可为相同或不相同的材质，由于该些连结天桥120也可利用电铸制程制作，故可轻易地在该等面积开孔内制作出单层或是复合层的金属结构。此外，该些连结天桥120具有一与该等面积开孔的两对称长边同向的宽度，其可不大于对应第一膜厚涂布区113在该两对称长边的间隙(即为呈长槽孔形态的该等面积开孔的宽度)，以减少对应第一膜厚涂布区113被该些链接天桥120遮蔽的单元最大面积，有利于涂料快速填入并填满对应的填料缺口121。更具体地，该些连结天桥120的第二厚度T2可介于该金属膜片110的第一厚度T1的六分之一至三分之二之间，可相对地界定出该填料缺口121的深度。在本实施例中，该金属膜片110的厚度约为50微米，而该些连结天桥120的厚度可介于20~25微米或更低。此外，较佳地，该些连结天桥120可为等间距排列在每一第一膜厚涂布区113内，以均匀地承受应力。因此，该些连结天桥120的下方可供涂料通过以流布至该贴附面111的水平面，并能强化与支撑该等面积开孔的长槽孔结构，故具有防止在模版印刷时该第一膜厚涂布区113的两对称长边产生间隙变化或是长槽孔张裂的功效。

较佳地，该等面积开孔(即该第一膜厚涂布区113)可具有一延伸至该第二膜厚涂布区114内的连接端116。在本发明的一更具体结构中，该等面积开孔的该连接端116可位于最邻近排的两数组微孔115A之间，使得该连接端116至最邻近数组微孔115B的距离W2不大于该金属膜片110在该些数组微孔115之间的实体条宽度W1。因此，如图6B所示，此一结构便得以确保该第一膜厚涂布层331与该第二膜厚涂布层332的相互拓散连接，在加热烧结后，该第一膜厚涂布层331可成为较厚且可较细的导电线路，该第二膜厚涂布层332可成为较薄且较宽的电性导接总线(bus)，并且两者相互电性连接。

如图5所示，在一较佳具体实施例中，该金属印刷模板100可另包含一形成于该印刷面112上的第一润滑膜层141、一形成于该等面积开孔的孔壁的第二润滑膜层142、以及一形成于该些数组微孔115的孔壁内第三润滑膜层143。该些润滑膜层141、142、143可为相同的对涂料具不沾黏特性的有机或无机润滑材质(例如铁弗龙、氧化钼、氧化铝、滑石粉等)并且以适当的表面处理方式形成使其厚度得以控制介于0.1~20微米，更具体地可控制在0.5~5微米，借以提供于该等面积开孔与该些数组微孔115等孔内不沾黏涂料以利脱模时多数涂料能印刷在待印刷物310的作用以及使该印刷面112耐刮刀刮磨的作用，所以可以进一步控制好该第一膜厚涂布层331与该第二膜厚涂布层332两者预定的膜厚差。其中，关于该些润滑膜层141、142、143的具体形成方法，可利用复合镀(或可为析镀)方式形成具有该些润滑膜层141、142、143，即在镀液中加入有机或无机颗粒在附着在该等面积开孔与该些数组微孔115等孔内。或者，该些润滑膜层141、142、143可为对涂料具不沾黏特性的金属润滑材质，而能以电镀方式形成于该金属膜片110的表面与孔壁内。例如，在该些润滑膜层141、142、143的另一具体形成方法中，当该些润滑膜层141、142、143的材质为金属氧化物时，可先镀上对应金属再予以氧化处理即可，例如铝或铝合金的阳极处理。

特别的是，再如图5所示，当该等面积开孔(即该第一膜厚涂布区113)可为一长槽孔而具有两对称短边与两对称长边时，除了较佳地包含有复数个连结天桥120，该金属印刷模板100可另包含一第四润滑膜层144，形成于该些连结天桥120显露在该等面积开孔内的侧面与底面。如图6A所示，利用该第四润滑膜层144将有助于涂料330的流动以利填满该些连结天桥120下方的填料缺口121。因此，本发明的金属印刷模板能改善印刷涂料容易积存沾黏在使形成不同膜厚涂布区的特殊结构内，例如该些数组微孔或该些连结天桥的填料缺口等。

依据本发明的第二具体实施例，公开了另一种一次印刷形成不同膜厚的金属印刷模板，举例说明图7的局部平面示意图、图8的在两膜厚涂布区处的平面放大示意图、以及图9的在图8的立体示意图。其中，与第一具体实施例相同名称的组件将沿用相同图号。该金属印刷模板200主要包含一金属膜片110。如同第一具体实施例，主要包含一金属膜片110，该金属膜片110具有一贴附面111与一印刷面112，并定义有不同印刷膜厚的一第一膜厚涂布区113与一第二膜厚涂布区114，其中该第一膜厚涂布区113为一贯穿该贴附面111与该印刷面112的等面积开孔，该第二膜厚涂布区114内包含有复数个数组微孔115，该些数组微孔115的开孔率占该第二膜厚涂布区114的40%~90%面积比。在本实施例中，该等面积开孔(即该第一膜厚涂布区113)可贯穿该第二膜厚涂布区114，以确保由该第一膜厚涂布区113形成的较厚第一膜厚涂布层连接至由该第二膜厚涂布区114形成的较薄第二膜厚涂布层。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本项技术人员，在不脱离本发明的技术范围内，所作的任何简单修改、等效性变化与修饰，均仍属于本发明的技术范围内。

Claims (9)

1.一种一次印刷形成不同膜厚的金属印刷模板，其特征在于，包含：

一金属膜片，具有一贴附面与一印刷面，并定义有不同印刷膜厚的一第一膜厚涂布区与一第二膜厚涂布区，其中该第一膜厚涂布区为一贯穿该贴附面与该印刷面的等面积开孔，该第二膜厚涂布区内包含有复数个数组微孔，该些数组微孔的开孔率占该第二膜厚涂布区的40%~90%面积比，其特征在于，该金属膜片在该些数组微孔之间的实体条宽度不大于该些数组微孔之间中心点至中心点的节距的二分之一。

2.根据权利要求1的一次印刷形成不同膜厚的金属印刷模板，其特征在于，该等面积开孔为一长槽孔。

3.根据权利要求2的一次印刷形成不同膜厚的金属印刷模板，其特征在于，另包含复数个连结天桥，其一体连接于该金属膜片的该等面积开孔的两对称长边，以防止在拉伸该金属膜片时造成长槽孔的开裂，并且该些连结天桥不突出于该印刷面，并且每一连结天桥在朝向该贴附面的部位形成有一填料缺口。

4.根据权利要求2或3的一次印刷形成不同膜厚的金属印刷模板，其特征在于，该等面积开孔具有一延伸至该第二膜厚涂布区内的连接端。

5.根据权利要求4的一次印刷形成不同膜厚的金属印刷模板，其特征在于，该等面积开孔的该连接端位于最邻近排的两数组微孔之间。

6.根据权利要求2或3的一次印刷形成不同膜厚的金属印刷模板，其特征在于，该等面积开孔贯穿该第二膜厚涂布区。

7.根据权利要求1的一次印刷形成不同膜厚的金属印刷模板，其特征在于，该金属膜片为一电铸钢版，其特征在于，其具有的一第一厚度介于15~300微米。

8.根据权利要求1的一次印刷形成不同膜厚的金属印刷模板，其特征在于，另包含：

一第一润滑膜层，形成于该印刷面上；

一第二润滑膜层，形成于该等面积开孔的孔壁内；以及

一第三润滑膜层，形成于该些数组微孔的孔壁内。

9.根据权利要求8的一次印刷形成不同膜厚的金属印刷模板，其特征在于，该等面积开孔为一长槽孔而具有两对称长边，该金属印刷模板另包含：

复数个连结天桥，其一体连接于该金属膜片的该等面积开孔的该两对称长边；以及

一第四润滑膜层，形成于该些连结天桥显露在该等面积开孔内的侧面与底面。 

10. 一种一次印刷形成不同膜厚的金属印刷模板，其特征在于，包含：

一金属膜片，具有一贴附面与一印刷面，并定义有不同印刷膜厚的一第一膜厚涂布区与一第二膜厚涂布区，其中该第一膜厚涂布区为一贯穿该贴附面与该印刷面的等面积开孔，该第二膜厚涂布区内包含有复数个数组微孔，该些数组微孔的开孔率占该第二膜厚涂布区的40%~90%面积比，其中该等面积开孔为一长槽孔，该等面积开孔具有一延伸至该第二膜厚涂布区内的连接端。

11. 一种一次印刷形成不同膜厚的金属印刷模板，其特征在于，包含：

一金属膜片，具有一贴附面与一印刷面，并定义有不同印刷膜厚的一第一膜厚涂布区与一第二膜厚涂布区，其中该第一膜厚涂布区为一贯穿该贴附面与该印刷面的等面积开孔，该第二膜厚涂布区内包含有复数个数组微孔，该些数组微孔的开孔率占该第二膜厚涂布区的40%~90%面积比；

一第一润滑膜层，形成于该印刷面上；

一第二润滑膜层，形成于该等面积开孔的孔壁内；以及

一第三润滑膜层，形成于该些数组微孔的孔壁内；

其特征在于，该等面积开孔为一长槽孔而具有两对称长边，该金属印刷模板另包含：

复数个连结天桥，其一体连接于该金属膜片的该等面积开孔的该两对称长边；以及

一第四润滑膜层，形成于该些连结天桥显露在该等面积开孔内的侧面与底面。