專利名稱：用于絲網(wǎng)印刷的掩模以及使用該掩模的絲網(wǎng)印刷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一 種用于絲網(wǎng)印刷的掩模以及使用該掩模的 絲網(wǎng)印刷方法。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于絲網(wǎng)印刷的掩模 以及使用該掩模的絲網(wǎng)印刷方法，該用于絲網(wǎng)印刷的掩模包括在其 掩才莫體(mask body )背面的夕卜圍區(qū)i或(周邊區(qū)i或，peripheral area ) 中的突起部(protrusion portion), 乂人而實(shí)J見大大改善的才反分離(plate separation)的步文果。
背景技術(shù)：
在其中使用絲網(wǎng)掩模來(lái)印刷如焊膏(焊錫膏，solder paste)的 印刷劑的情況下，獲得均勻的印刷質(zhì)量是非常重要的。影響印刷質(zhì) 量的因素包括如焊膏的印刷劑、絲網(wǎng)掩模、以及印刷機(jī)。在這些因 素之中，能夠改善印刷質(zhì)量的絲網(wǎng)掩模的結(jié)構(gòu)在下面進(jìn)行描述。
在印刷過(guò)程(印刷工藝)中，使用金屬或聚氨酯刮板(聚氨酯
刮刀，urethane squeegee )將絲網(wǎng)掩模中的孔用印刷劑填滿，之后， 使絲網(wǎng)掩模與基板(印刷電路板(PCB)、半導(dǎo)體晶片等)分離。這 被稱為板分離，并且印刷質(zhì)量根據(jù)用于板分離的條件變化很大。
例如，絲網(wǎng)印刷技術(shù)作為在電路基板如PCB或半導(dǎo)體晶片上 形成焊錫凸塊(焊錫球，solder bump )的方法是有用的。下面參照 圖5A至圖5D簡(jiǎn)要地描述這樣的絲網(wǎng)印刷技術(shù)。
絲網(wǎng)印刷技術(shù)包括將對(duì)應(yīng)于預(yù)定圖案具有孔的絲網(wǎng)掩模502 設(shè)置在其上待施加焊膏503的基4反501上(圖5A),使用刮板504 在絲網(wǎng)掩模502上印刷焊膏503以用焊膏填滿絲網(wǎng)掩模502中的孔 (圖5B ),將絲網(wǎng)掩模502與基板501分離(圖5C ),以及將施加 在基板501上的焊膏503通過(guò)回流(重熔，reflow )進(jìn)行熔化固化， 由此形成孩t焊J求504 (圖5D )。
絲網(wǎng)印刷技術(shù)被多樣地使用，因?yàn)榻z網(wǎng)印刷技術(shù)適合于大規(guī)模 生產(chǎn)并且具有相對(duì)簡(jiǎn)單的工藝，但具有以下問(wèn)題。
如圖6A至圖6E圖解說(shuō)明的，當(dāng)絲網(wǎng)掩模603與位于印刷臺(tái) 601上的基板602分離時(shí)，從絲網(wǎng)掩模603的外圍區(qū)域向絲網(wǎng)掩模 603的中心、部(central portion )進(jìn)4亍絲網(wǎng)掩才莫603與基斗反602表面 的分離。因此，設(shè)置在基板602的表面上的焊膏由于在基板602表 面的中心部與外圍區(qū)域之間的分離時(shí)間的差異而變形(deform )。以 這種方式，對(duì)于板分離，因?yàn)橛糜诎宸蛛x的時(shí)間和條件在基板的不 同位置處變化，所以難以在基板上的不同位置處實(shí)現(xiàn)均勻的印刷質(zhì) 量。
即，設(shè)置在基板上的焊膏在基板的外圍區(qū)域和中心部處經(jīng)受不 同數(shù)量的應(yīng)力，因此，施加(填充)的焊膏通過(guò)絲網(wǎng)掩模變形，使
得不能將所有的焊膏從絲網(wǎng)掩模轉(zhuǎn)移到基板上。其中焊膏粘附至絲 網(wǎng)掩模并因此不能轉(zhuǎn)移的這種現(xiàn)象根據(jù)絲網(wǎng)掩模的位置和圖案的 形狀而產(chǎn)生，不希望地引起最終產(chǎn)品的印刷變化。這個(gè)問(wèn)題隨著基 板的尺寸增加、絲網(wǎng)掩模的圖案部變薄、以及絲網(wǎng)掩模中孔之間的 間隔減小而嚴(yán)重增加。
此外，如下可以引起印刷的焊膏的體積變化。當(dāng)一旦印刷有膏 的區(qū)域很大時(shí)，在膏的印刷與絲網(wǎng)掩模的分離之間的工藝過(guò)程中， 基才反和絲網(wǎng)掩才莫通過(guò)粘彈性的焊膏而處于〗皮此粘結(jié)的狀態(tài)。在該狀 態(tài)下，為了分離絲網(wǎng)掩模，外部空氣必須流入。其中印刷有焊膏的 區(qū)i或4艮大的情況〗爭(zhēng)以實(shí)J見外部空氣的流入D因此，當(dāng)用力分離絲網(wǎng) 印刷時(shí)，絲網(wǎng)掩才莫和基板保持在恒定的真空狀態(tài)。在這一點(diǎn)上，為 了將掩模與基板分離，臨界載荷或更大的力必須施加在絲網(wǎng)掩模和 基板之間。在這種情況下，因?yàn)榉蛛x速度很高，所以在絲網(wǎng)掩模中 的孔和膏之間產(chǎn)生高剪切應(yīng)力，如圖7所示，不希望地引起焊膏保 留在絲網(wǎng)掩模的孔的壁表面上。
為了解決上述問(wèn)題，已經(jīng)進(jìn)行了嘗試以控制印刷機(jī)以便在板分 離時(shí)重復(fù)預(yù)定的加速/減速才莫式。然而，該方法是不利的，因?yàn)楸仨?設(shè)計(jì)用于施加加速/減速模式的復(fù)雜的裝置并提供給印刷機(jī)。這樣的 附加的裝置必須才艮據(jù)加速/減速^^莫式準(zhǔn)確地"t乘作轉(zhuǎn)移裝置，因此其結(jié) 構(gòu)復(fù)雜并引起高成本。

發(fā)明內(nèi)容
為了獲得本發(fā)明，旨在解決相關(guān)技術(shù)中遇到的問(wèn)題的集中和徹
底的研究導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)可以在絲網(wǎng)掩模的外圍區(qū)域中另外形成一個(gè)突 起部，因此使得可以解決在基板和絲網(wǎng)掩模之間板分離時(shí)產(chǎn)生的低 質(zhì)量的問(wèn)題。
因此，本發(fā)明提供了一種用于絲網(wǎng)印刷的掩模，并且還提供了 一種使用該掩才莫的絲網(wǎng)印刷方法，該用于絲網(wǎng)印刷的掩才莫可以在均 勻的用于板分離的條件下改善最終的印刷質(zhì)量，而與基板的位置無(wú)關(guān)。
根據(jù)本發(fā)明，用于絲網(wǎng)印刷的掩?？梢园?a)掩模體，包 括具有用于絲網(wǎng)印刷的孔的多個(gè)圖案區(qū)域和圍繞圖案區(qū)域外部的 外圍區(qū)域；以及(b)突起部，形成在掩模體背面的外圍區(qū)域中。
在用于絲網(wǎng)印刷的掩才莫中，突起部可以具有以多個(gè)帶(strip) 或( 一個(gè))格子(lattice )或( 一個(gè))立方體(cube )或( 一個(gè))柱 子(pillar)形式的結(jié)構(gòu)。
根據(jù)第一具體實(shí)施方式
，突起部可以由聚合物或含填料的聚合 物形成。
才艮據(jù)第二具體實(shí)施方式
，突起部可以由單種金屬(單一金屬， single metal)或金屬合金形成。優(yōu)選地，單種金屬或金屬合金選自 由Fe、 Ni、 Cr、 Cu、 Co、 Zn、 Pb、 Sn、及其合金纟且成的纟且。
用于絲網(wǎng)印刷的掩才莫可以通過(guò)一系列連續(xù)的步驟(連續(xù)工藝) 整體地形成。
此外，根據(jù)本發(fā)明，絲網(wǎng)印刷方法可以包括(a)制備電路基 板；(b)制備用于絲網(wǎng)印刷的掩模，該掩模包括(i)掩模體，包 括具有用于絲網(wǎng)印刷的孔的多個(gè)圖案區(qū)域和圍繞圖案區(qū)域外部的 外圍區(qū)域，以及(ii)突起部，形成在掩模體背面的外圍區(qū)域中；(c) 在電路基板上設(shè)置用于絲網(wǎng)印刷的掩模以便使用于絲網(wǎng)印刷的掩
模的突起部與電路基板接觸，并且使用刮板將印刷劑印刷在電路基
板上；以及(d)將用于絲網(wǎng)印刷的掩模與電路基板分離。


圖1是圖解說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的用于絲網(wǎng)印刷的掩模的俯視
圖2是沿圖解說(shuō)明用于絲網(wǎng)印刷的掩^^莫的圖1的線A-A，截取的 剖牙見圖3A至圖3H是示意性地圖解說(shuō)明了制造才艮據(jù)本發(fā)明第一具 體實(shí)施方式的用于絲網(wǎng)印刷的掩模的步驟的視圖4A至圖4H是示意性地圖解i兌明了制造才艮據(jù)本發(fā)明第二具 體實(shí)施方式的用于絲網(wǎng)印刷的掩才莫的步驟的視圖5A至圖5D是示意性地圖解說(shuō)明了根據(jù)傳統(tǒng)技術(shù)形成焊錫 凸塊的步驟的^L圖6A至圖6E是示意性地圖解說(shuō)明了在絲網(wǎng)印刷過(guò)程中板分離 時(shí)才務(wù)才莫變形的#見圖；以及
圖7是圖解說(shuō)明了在絲網(wǎng)印刷過(guò)程中板分離時(shí)在掩模和焊膏之 間產(chǎn)生剪切應(yīng)力的—見圖。
具體實(shí)施例方式
在下文中，將參照附圖對(duì)本發(fā)明給出詳細(xì)描述。
在本發(fā)明中，提供了一種新的具有一種結(jié)構(gòu)的絲網(wǎng)掩模，該結(jié) 構(gòu)提供了均勻的用于斧反分離的條件，而與基板的位置無(wú)關(guān)，而且并 不由于板分離時(shí)的剪切應(yīng)力而引起焊膏的變形。
圖1是圖解說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的用于絲網(wǎng)印刷的掩模的俯視
圖，而圖2是沿圖1的線A-A，截取的剖—見圖。
參照?qǐng)D1和圖2，根據(jù)本發(fā)明的用于絲網(wǎng)印刷的掩模100包括 掩模體，由具有用于絲網(wǎng)印刷的孔的多個(gè)圖案區(qū)域104和圍繞圖案 區(qū)域外部的外圍區(qū)域103構(gòu)成；以及突起部105,形成在掩才莫體背 面的外圍區(qū)i或103中。
用于絲網(wǎng)印刷的掩才莫100通過(guò)如網(wǎng)(mesh )的^f呆持部102牢固 地保持至如金屬框架的保持體101,因此便于印刷。
更具體地說(shuō)，用于絲網(wǎng)印刷的掩模100的掩模體包括不具有 圖案的外圍區(qū)域103、以及具有圖案的圖案區(qū)域104。圖案區(qū)域104
具有周期性重復(fù)的預(yù)定圖案。
用于絲網(wǎng)印刷的掩模的掩模體通常由單種金屬或金屬合金形 成，或可*#換地由聚合物或含增強(qiáng)填沖牛如玻璃纖維的聚合物形成。 本發(fā)明并不局限于此，相反，任何材料可以用于掩模體只要該材料 在本領(lǐng)域是已知的。通常，用于絲網(wǎng)印刷的掩模的掩模體的外圍區(qū) 域和圖案區(qū)域具有相同的厚度并由相同的材料形成。
在掩才莫體背面的外圍區(qū)域103中，形成突起部105。突起部105 可以由與用于掩模體，特別地，掩模體的圖案區(qū)域104和/或外圍區(qū) 域103的材料相同或不同的材料形成。優(yōu)選地，突起部105由聚合物或含填料如玻璃纖維或陶瓷填料
的聚合物形成，或者可替換地由單種金屬或金屬合金形成。單種金
屬或金屬合金并沒(méi)有特別限制，而是可以^使用選自Fe、 Ni、 Cr、 Cu、 Co、 Zn、 Pb、以及Sn中的任何一種或其兩種或多種的合金。
突起部105可以以多個(gè)帶或一個(gè)4各子或一個(gè)立方體或一個(gè)柱子 的形式設(shè)置于定位在圖案區(qū)域104之間的外圍區(qū)域103中以及設(shè)置 于圍繞整個(gè)圖案區(qū)域104定位的外圍區(qū)域103中。
優(yōu)選地，用于絲網(wǎng)印刷的掩模可以通過(guò)一系列連續(xù)的步驟整體 地形成。以這種方式，在其中掩模整體地形成的情況下，突起部保 持至掩模體，因此不需要附加的夾具。而且，設(shè)計(jì)自由度很高。
在下面將詳細(xì)地描述制造用于絲網(wǎng)印刷的掩才莫的方法，但本發(fā) 明并不限于此，并且可以使用本領(lǐng)域中已知的任何方法。
參照?qǐng)D3A至圖3H，描述了制造根據(jù)本發(fā)明第一具體實(shí)施方式
的掩模的方法。
在用于通過(guò)電鑄(電成型，electroforming)制備金屬掩模的基 4反(base plate) 301上，施力口第 一感光才才泮牛302 (圖3A ),通常曝 光/顯影(圖3B),蝕刻(圖3C),然后剝離(圖3D)，由此形成對(duì) 應(yīng)于突起部的槽(溝槽，trench) 303。在圖中，在基板的相對(duì)的外 側(cè)(outer side)〗又形成兩個(gè)用于突起部的槽303, ^旦如果有必要的 話則可以在其中心部的不同位置處形成用于突起部的另外的槽，本 領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)此很顯而易見并易于理解。
隨后，施加第二感光材并牛304,然后通過(guò)通常的曝光和顯影形 成圖案，由此將除了對(duì)應(yīng)于孔的第二感光材料部分以外的第二感光 材料304的部分除去(圖3E)。感光材料包括，例如液態(tài)光致抗蝕劑或如干力莫的光致抗蝕劑，并且可以4吏用4壬何材^1"，只要該材術(shù)十在 本領(lǐng)域中是已知的。
接著，將其上施加有第二感光材料304的基板301通過(guò)通常的 金屬電鍍進(jìn)行填鍍(fill plating )，由此形成電鍍層305 (圖3F),之 后，剝離第二感光材料304 (圖3G)。將由此制造的掩模與基板301 分離，從而同時(shí)形成用于絲網(wǎng)印刷的掩模的突起部、圖案區(qū)域以及 外圍區(qū)域(圖3H)。
下面將參照?qǐng)D4A至圖4H描述制造根據(jù)本發(fā)明第二具體實(shí)施 方式的掩模的方法。
在用于通過(guò)電鑄制備金屬掩模的基板401上，施加第一感光材 料402 (圖4A),然后通過(guò)通常的曝光和顯影形成圖案，由此將除 了對(duì)應(yīng)于孔的第 一感光材料部分以外的第 一感光材料402的部分除 去(圖4B )。
隨后，將其上施加有第一感光材料402的基才反401通過(guò)通常的 金屬電鍍進(jìn)行填鍍，由此形成電鍍層403 (圖4C)，之后，剝離第 一感光材料402,由此同時(shí)形成用于絲網(wǎng)印刷的掩模的外圍區(qū)域和 圖案區(qū)域(圖4D)。
接著，施加第二感光材料404,然后通過(guò)通常的曝光和顯影形 成圖案，由此將對(duì)應(yīng)于突起部的第二感光材^牛404的部分除去，乂人 而形成槽405 (圖4E)。通過(guò)通常的金屬電鍍，在用于突起部的槽 中形成電鍍層406 (圖4F)。與第一具體實(shí)施方式
不同，在第二具 體實(shí)施方式中，突起部可以由與用于圖案區(qū)域/外圍區(qū)域的材料不同 的材料形成。
接著，除去第二感光材料404 (圖4G),并且將由此制造的掩 模與基板401分離(圖4H)。
將用于絲網(wǎng)印刷的掩模設(shè)置在其上待施加有印刷劑的電路基 板如PCB或半導(dǎo)體晶片上，以便使掩模的突起部與電路基板接觸， 之后使用刮板來(lái)印刷印刷劑，然后，分離掩才莫，從而實(shí)現(xiàn)絲網(wǎng)印刷。
例如，在其中焊5求形成在通過(guò)形成在基板的最外層中的阻焊劑 開口部(solder resist open portion )露出的焊盤上的十青況下，可以如 下來(lái)實(shí)施絲網(wǎng)印刷，^旦本發(fā)明并不限于此。
特別地，在其上焊盤在其最外層中露出的基板上，設(shè)置用于絲 網(wǎng)印刷的掩模以便使具有對(duì)應(yīng)于焊盤的孔的用于絲網(wǎng)印刷的掩模 的突起部與基板接觸，之后，使用刮板將用作印刷劑的焊膏印刷在 掩模上，由此用焊膏填滿掩模中的孔。隨后，將用于絲網(wǎng)印刷的掩 模與基板分離，之后，將施加在基板上的焊膏通過(guò)通常的回流進(jìn)行 熔化固化，由此形成微焊球。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的用于絲網(wǎng)印刷的掩模具有形成在其圖 案區(qū)域的外圍(即，在外圍區(qū)域)中的突起部。從而，當(dāng)用于絲網(wǎng) 印刷的掩模與基板分開時(shí)，可以在基板的所有位置處形成均勻的用 于板分離的條件。而且，可以將由于板分離時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力引起的印 刷劑的變形減至最小，由此改善印刷質(zhì)量。當(dāng)對(duì)大尺寸的基板如 PCB進(jìn)行絲網(wǎng)印刷時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的用于絲網(wǎng)印刷的掩模的應(yīng)用可 以改善板分離由此增加印刷均勻性。而且，才艮據(jù)本發(fā)明的用于絲網(wǎng) 印刷的掩?？梢栽诓恍枰魏卧O(shè)備變化的情況下應(yīng)用于任何印刷 機(jī)。
雖然為了說(shuō)明的目的已經(jīng)披露了關(guān)于用于絲網(wǎng)印刷的掩模以 及使用該掩模的絲網(wǎng)印刷方法的本發(fā)明優(yōu)選的具體實(shí)施方式
，但本
領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明的技術(shù)精神的范圍內(nèi)，各種 更改、增加以及替換是可能的。
如上文所述，本發(fā)明提供了 一種用于絲網(wǎng)印刷的掩模以及使用 該掩模的絲網(wǎng)印刷方法。根據(jù)本發(fā)明，用于絲網(wǎng)印刷的掩模具有形 成在其掩模體背面的外圍區(qū)域中的突起部，從而改善絲網(wǎng)印刷時(shí)的 印刷均勻性，并防止由于板分離時(shí)的剪切應(yīng)力引起的阻焊劑(阻焊
膜，solder resist)的變形，而且，該用于絲網(wǎng)印刷的纟務(wù)才莫可以在不 需要任何設(shè)備變化的情況下應(yīng)用于任何印刷機(jī)。
簡(jiǎn)單的更改、增加以及替換都落入如所附的權(quán)利要求書中限定 的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于絲網(wǎng)印刷的掩模，包括(a)掩模體，包括具有用于絲網(wǎng)印刷的孔的多個(gè)圖案區(qū)域和圍繞所述圖案區(qū)域外部的外圍區(qū)域；以及(b)突起部，形成在所述掩模體背面的所述外圍區(qū)域中。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于絲網(wǎng)印刷的掩模，其中，所述突起 部具有以多個(gè)帶或格子或立方體或柱子形式的結(jié)構(gòu)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于絲網(wǎng)印刷的掩模，其中，所述掩模 體和所述突起部包含相同的材料。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于絲網(wǎng)印刷的掩模，其中，所述掩模 體和所述突起部包含不同的材料。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于絲網(wǎng)印刷的掩模，其中，所述突起 部包含聚合物或含填料的聚合物。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于絲網(wǎng)印刷的掩模，其中，所述突起 部包含單種金屬或金屬合金。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于絲網(wǎng)印刷的掩模，其中，所述單種 金屬或所述金屬合金選自由Fe、 Ni、 Cr、 Cu、 Co、 Zn、 Pb、 Sn、及其合金組成的組。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于絲網(wǎng)印刷的掩模，所述用于絲網(wǎng)印 刷的掩模通過(guò)一 系列連續(xù)的步驟整體地形成。
9. 一種絲網(wǎng)印刷方法，包4舌(a) 制備電^各基板；(b) 制備用于絲網(wǎng)印刷的掩模，所述用于絲網(wǎng)印刷的掩 模包括(i)掩模體，包括具有用于絲網(wǎng)印刷的孔的多個(gè)圖案 區(qū)域和圍繞所述圖案區(qū)域外部的外圍區(qū)域，以及(ii)突起部， 形成在所述掩才莫體背面的所述外圍區(qū)域中；(c )在所述電^各基板上設(shè)置所述用于絲網(wǎng)印刷的掩才莫以 便使所述用于絲網(wǎng)印刷的掩模的所述突起部與所述電路基板 接觸，并且使用刮板將印刷劑印刷在所述電路基板上；以及(d )將所述用于絲網(wǎng)印刷的掩才莫與所述電^各基板分離。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述突起部具有以多個(gè)帶 或格子或立方體或柱子形式的結(jié)構(gòu)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述掩模體和所述突起部 包含相同的材料。
12. 才艮據(jù)一又利要求9所述的方法，其中，所述掩才莫體和所述突起部 包含不同的材泮+。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述突起部包含聚合物或 含填料的聚合物。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述突起部包含單種金屬 或金屬合金。
15. 才艮據(jù)一又利要求14所述的方法，其中，所述單種金屬或所述金 屬合金選自由Fe、 Ni、 Cr、 Cu、 Co、 Zn、 Pb、 Sn、及其合金 組成的組。
16. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述用于絲網(wǎng)印刷的掩模 通過(guò)一 系列連續(xù)的步-驟整體地形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于絲網(wǎng)印刷的掩模以及使用該掩模的絲網(wǎng)印刷方法，該用于絲網(wǎng)印刷的掩模包括掩模體，該掩模體由具有用于絲網(wǎng)印刷的孔的多個(gè)圖案區(qū)域和圍繞該圖案區(qū)域外部的外圍區(qū)域構(gòu)成；以及突起部，該突起部形成在掩模體背面的外圍區(qū)域中。
文檔編號(hào)H05K3/34GK101352954SQ20071030609
公開日2009年1月28日 申請(qǐng)日期2007年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月27日
發(fā)明者崔晉原, 文先載, 曹淳鎮(zhèn) 申請(qǐng)人:三星電機(jī)株式會(huì)社