【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、主として半田ペースト等を印刷する際のスクリーン印刷用印刷版に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
携帯電話や各種モバイル機器の普及に見られるように、今日各種電子機器類は益々小型化の度を早めており、これに伴い、電子部品実装分野においては、印刷半田パターンに、より一層の狭ピッチ化とファイン化が求められている。例えば、今後増加が予想される、０６０３サイズチップ部品や、０．２５ｍｍピッチＣＳＰの実装においては、隣接する印刷半田ペーストの間隙は１００〜２００μｍと狭まくなる。これは、従来許容された印刷半田のニジミや抜け不良が許されない状況であり、半田ペーストを印刷する際のスクリーン印刷用印刷版に、更なる性能向上が求められる所以である。
【０００３】ところで上記のスクリーン印刷用印刷版は、その形態から大きく２種類に分類される。一つは、印刷画像部にスクリーンメッシュを有する、所謂旧来からスクリーン版と称されてきたものであり、もう一つは、金属板に所望する印刷画像部を穿孔加工し、この穿孔された開口部から半田ペースト等を被印刷体に転写する、メタルマスクと呼ばれるものである。
【０００４】前者の、印刷画像部にスクリーンメッシュを有するスクリーン版の分野では、スクリーンメッシュの適正な版離れ効果により、銀、銅、ニッケル等の金属微粒子を含むペーストを、数十μｍピッチの微細パターンで印刷する事が可能となっている。この分野では、例えば特開平１１−１５７０４２号公報に見られるように、スクリーンメッシュに金属箔を接合したり、あるいはスクリーンメッシュ上に画像形成した高分子材料に、金属層を製膜してシートにしたものを接合して、寸法安定性や印刷適性の改善を図る場合がある。一方、特開平１０−３１５６４８号公報に見られるように、印刷画像部のスクリーンメッシュを、非画像部のスクリーンメッシュに比較して、細くする事により、ペーストの抜け性改善を図る試みもある。しかし、上記のような手法は、いずれも印刷画像部に十数μｍφ以上の線径を有するスクリーンメッシュが介在する事から、金属微粒子ペーストを印刷する場合は適用が可能であるが、一般的に粒子径が十数μｍφ以上の粗大粒子を有する半田ペーストは、スムーズに印刷画像部を通過できない。
【０００５】一方、電子部品実装分野における半田ペーストの印刷に際しては、現在主として、後者のメタルマスクが使用されている。この分野では従来、特に半田ペーストを連続して印刷する際、印刷されたペーストのニジミや抜け不良を防止するため、メタルマスクに対して各種の性能向上策が講じられてきた。その主流となっているのは、メタルマスクの表面改質という手法である。例えば、メタルマスクによる半田ペーストの印刷では、スキージ面でのペーストのローリング性という概念が、印刷適性を向上させるものとして重要視されてきた。これはスクリーン印刷版において、スキージ面でスキージとペーストに加わる摩擦抵抗力が、印刷画像開口部からのペーストの押し出しを容易にする点を考慮したものである。しかしメタルマスクのような平滑な金属面では、スキージに加わる摩擦抵抗力が削がれてしまい、その結果、半田ペーストをメタルマスク開口部から押し出す力が不十分になる。このため、半田ペーストのローリング性を改善する方法として、メタルマスクのスキージ面に各種の粗し加工を施す方法が、従来から試みられてきた。しかしこれらの粗し加工は、いずれもスクリーンメッシュの凹凸に比較すると、物理量のスケールが小さ過ぎ、その効果は、スクリーンメッシュを有するスクリーン版に本来備わっている、スキージ面におけるペーストのローリング効果に及ばなかった。一方、その他のメタルマスクの性能向上策として、例えば特開平０５−７７５７６号公報に見られるように、メタルマスクの開口部壁面に撥水、撥油成分を持たせ、ペーストの版抜け性改善を図る方法が試みられている。又メタルマスク壁面を鏡面にして、半田ペーストの抜け性改善を図る場合もある。しかし、上記に記したような改善策は、いずれもメタルマスク界面のミクロ的表面改質に止まっており、スクリーン印刷のような動力学的印刷適性の視点を必要とする分野では、著しい改善効果を発揮することが出来なかった。
【０００６】これは一方では、従来の改善手法では、スクリーン印刷における重要な印刷適性の要素である、ペーストの版離れという機能を、十分に発揮させる事が出来なかった事を意味する。即ち、例えば０．５ｍｍピッチ以上のＱＦＰを実装する際に必要となる半田ペーストを確保するためには、メタルマスクの板厚は通常１５０μｍ以上を必要とする。これを例えば、線径５０μｍφ、メッシュ数８０メッシュ、公称厚み１００μｍのステンレスメッシュに感光乳剤を５０μｍ厚に塗布し、版の総合厚みを１５０μｍに設計したスクリーンメッシュ版と比較すると、両者の板の物性としての可撓性には歴然とした違いがある。即ち８０メッシュのステンレススクリーン版は、十分な可撓性を有し、印刷時には１〜２ｍｍの版ギャップをとる事により、スムーズなペーストの版離れ性を確保する事が出来る。しかし１５０μｍ厚のメタルマスクの場合は、板の可撓性に劣るため、スクリーンメッシュ版と同等の版ギャップを取っても、適正な版離れを確保する事が出来なかった。このため、メタルマスクを使用した半田ペーストの印刷においては、版ギャップを取らないコンタクト印刷が一般的であり、これが半田ペーストの連続印刷を困難にする、一つの原因となっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この様に、従来のスクリーン印刷用印刷版においては、一方で金属微粒子ペーストの印刷適性は十分に確保出来るものの、半田ペースト等のような粗大粒子を有するペーストの印刷においては、印刷画像部に介在するスクリーンメッシュがこれを阻害しており、又他方、金属板を穿孔したメタルマスク版においては、スクリーン印刷本来の印刷適性を十分に発揮する事が出来なかった。本発明の一つの目的は、金属板（１）のスキージ面にスクリーンメッシュ（２）を設けることにより、従来の所謂スクリーン印刷と同様に、スキージ面でのペーストのローリング性を十分確保し、尚かつ印刷画像部（３）のスクリーンメッシュを穿孔して取り除くことにより開口部を設け、粗大粒子を有する半田ペースト等をも、スムーズに通過させ得る、スクリーン印刷用印刷版を提供することにある。又もう一つの目的としては、金属板（１）にスクリーンメッシュ（２）を接合する事により、同等厚みのメタルマスクに比較して、スクリーン版に可撓性を付与し、版離れ性に優れたスクリーン印刷用印刷版を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題に鑑み、本発明者は、金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）が、互いの一面で接合されて一体となるスクリーン印刷用印刷版において、印刷画像部（３）は、該金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）の双方が、その接合面において、同一形状に穿孔され、空隙となった開口部である事を特徴とする、スクリーン印刷用印刷版と、該スクリーン印刷用印刷版において、スクリーンメッシュ側の穿孔部以外の全面、又は一部が、樹脂層（４）で被覆されている事を特徴とする、スクリーン印刷用印刷版が、半田ペースト等を印刷する際の印刷適性を著しく改善する事を見出した。
【０００９】
【発明の実施の形態】［１］
以下、本発明の実施の形態について説明する。金属板（１）の材質は、各種金属、あるいはその合金、あるいはそれら金属や合金を任意に選択して積層した金属板であり、その厚さは数μｍから数ｍｍの範囲で任意に選択出来る。しかし、材質の安定性、価格等を勘案すると、金属板（１）の材質はステンレス板であり、印刷効果の面から、その厚みは数十μｍから数百μｍの範囲で選択する事が好ましい。スクリーンメッシュ（２）は、ステンレス糸、ポリエステル糸、ナイロン糸、その他エンジニアリング樹脂の糸、或いはそれらを複合してなる糸及び、又は上記の糸に金属膜を製膜加工した糸からなるスクリーンメッシュから任意に選択できる。しかし、材質の安定性、価格、又スクリーン印刷における、スキージ面でのスキージやペーストの摺動、擦過等を勘案すると、スクリーンメッシュ（２）の材質はステンレス糸である事が好ましく、更には、印刷条件に応じて、市販のステンレスメッシュから適宜選択される事が望ましい。
【００１０】金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）の接合の手順は、金属板（１）を穿孔して、印刷画像部（３）の開口部としてからスクリーンメッシュ（２）と接合し、その後スクリーンメッシュ（２）を穿孔して、該印刷画像部（３）の開口部を設けても良いし、又はスクリーンメッシュ（２）を穿孔して、印刷画像部（３）の開口部としてから、金属板（１）と接合し、その後金属板（１）を穿孔して、該印刷画像部（３）の開口部を設けても良いし、又は金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）の各々を個別に穿孔して、各々に該印刷画像部（３）の開口部を設け、その後該両者を接合しても良い。しかし、穿孔方法や接合方法の精度、量産性等を勘案すると、金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）は、穿孔加工前に接合され、一体となった後、一括して穿孔加工を施し、印刷画像部（３）の開口部を設ける事が好ましい。
【００１１】金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）の接合の方法は、該両者の間に接着剤等の樹脂を塗布して両者を貼り合わせる界面化学的方法や、メッキ浴中に該両者を浸漬することで両者を貼り合わせる電気化学的方法や、溶接や拡散接合法のような物理的方法等、いずれの方法を用いても良い。しかし、金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）が、互いに接合されて一体となった後の、スクリーン印刷用印刷版の強度、寸歩安定性、又該両者を接合する工法の量産安定性等や、その後の穿孔加工法の簡便性等を勘案すると、接合の方法としては、同一、又は異質な二つの金属層を、互いの界面で直接的に接合する事が可能な、拡散接合法を用いる事が推奨される。この方法を用いると、金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）の材質として、各々ステンレスを選択した場合、該両者は原子レベルで接合された同一材料として取り扱いが可能となり、後述する穿孔加工方法において、レーザー加工、エッチング加工等公知の技術の応用が容易になる。
【００１２】次に金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）への穿孔方法と、スクリーン印刷用印刷版に供するまでの工程について説明する。ここで該両者の材質はステンレスであり、又該両者は、穿孔加工前に、拡散接合法により接合されている例をもって、説明を行う。穿孔方法は、レーザー加工、エッチング加工、ドリリング加工、ワイヤ放電加工、パンチング加工等、従来ステンレス板の各種穿孔加工に応用されてきた、いずれも公知の技術をもって行う事ができる。しかし一般的には、既にステンレス製メタルマスクの製造方法として、その製法が確立している、エッチング加工、又はレーザー加工により穿孔加工を行う事が好ましい。該両工法による穿孔加工の手順は、通常電子部品実装分野において、ステンレス製メタルマスクを製造する際に一般的に用いられる手法、即ち、図面又はＣＡＤデータを、フォトマスク又はＮＣ駆動用データに変換して、穿口加工を行う方法に順じる。そして上記の穿孔加工により、印刷画像部（３）の開口部が設けられた後は、やはりスクリーン製版業界において公知の手法である、コンビネーション法によりアルミ枠に展張され、スクリーン印刷用印刷版として供される。
【００１３】［２］次に、金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）が、互いの一面で接合されて一体となるスクリーン印刷用印刷版において、印刷画像部（３）は、該金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）の双方が、その接合面において、同一形状に穿孔され、空隙となった開口部である事を特徴とする、スクリーン印刷用印刷版において、該スクリーンメッシュ側の穿孔部以外の全面、又は一部が、樹脂層（４）で被覆されている事を特徴とする、スクリーン印刷用印刷版について説明する。樹脂層（４）の材質は、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、ゴム系その他各種公知の反応硬化性高分子材料や、セルロース系、ＰＶＡ系、ＰＶＰ系等、その他各種公知の水溶性高分子材料及び、又は上記高分子材料に、やはり公知の各種感光性樹脂、感光性モノマー、感光性オリゴマー、各種エマルジョン、各種物性改質添加剤等を混合したものから適宜選択される。
【００１４】樹脂層（４）形成の手段としては、スプレー法、スピンナー法、バッケト法、バーコーター法、スキージ法等、いずれも公知の塗布方法で塗布しても構わないが、バーコーターやスキージによる塗布が好ましい。又樹脂層（４）の厚みは、スクリーンメッシュのメッシュ数により異なってくるが、スクリーンメッシュの凹凸が、該樹脂により完全に埋められて、スキージ面が平滑になる事がないようにする事が望ましい。次に樹脂層（４）の形成方法を、金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）の材質としてステンレスを選択し、又該両者が、その穿孔加工前に、前記の拡散接合法により既に接合されている例をもって説明する。樹脂層（４）の形成方法は、金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）への穿孔方法に従い、概ね二通りの方法があるが、ここでは穿孔方法として、（ａ）エッチング法、（ｂ）レーザー加工法の二つの方法をもって説明する。又ここで引用するエッチング法とは、エッチングレジストに光硬化性樹脂を使用する、一般的なフォトエッチング法を意味する。
【００１５】（ａ）穿孔方法としてエッチング法を選択した場合、その方法は、一般的にステンレス板をエッチングする公知の手法に従い進められる。又エッチングの手法として、金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）の、各々の面を同時にエッチングする両面エッチング、又該両者の面を個別にエッチングする片面エッチング、そのどちらを選択しても良い。その際、金属板（１）側のエッチングレジストは、フィルム状、液状のどちらを選択しても良いし、又その材質も市販のエッチングレジトから任意に選択される。一方スクリーンメッシュ（２）側のエッチングレジストは、これが樹脂層（４）を構成する主要な部材になる場合がある。即ち、樹脂層（４）の形成手順としては、金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）をエッチング加工して、所望する印刷画像部（３）の開口部を設けた後、スクリーンメッシュ（２）側に各種公知の樹脂、例えば公知の感光性樹脂を塗布、又はフィルム状にしたものを貼り付けて、やはり公知の手順に従って露光、現像処理する事により、スクリーンメッシュ（２）の開口部と同一形状の印刷画像部の開口部を持った樹脂層（４）を設けても良いし、スクリーンメッシュ（２）側に塗布又はフィルム状にして貼り付けたエッチングレジストを、エッチング終了後もそのまま残し、樹脂層（４）としても良い。しかし、工法の簡便さ等を勘案すると、樹脂層（４）の形成方法としては、スクリーンメッシュ（２）側のエッチングレジストをそのまま残し、これにより樹脂層（４）を形成する事が好ましい。この場合、スクリーンメッシュ（２）側のエッチングレジスト材は、エッチングレジストとしての機能を要求されると同時に、エッチング後は永久塗膜として、スクリーン印刷用印刷版に供されることになるため、エッチングレジストの材質としては、光硬化性の液状材料であり、スクリーンメッシュ（２）の全体にわたって浸透し、金属板（１）、スクリーンメッシュ（２）の両方と強固に密着するように塗布され、硬化される事が望ましい。又一般的には、エッチングレジストは、エッチング終了後に、主としてアルカリ水溶液等で除去されるが、この場合は、スクリーン印刷用印刷版としての機能が要求されるため、金属との密着性、硬度、耐摩耗性、耐薬品性等を勘案した材質を用いる事が必要になる。例えば、プリント基板用光硬化性ソルダーマスク、光硬化性塗料等を構成する主材料から選択され、必要に応じて各種添加剤等を加え、又必要に応じて、硬化した樹脂をポストベークする事が推奨される。
【００１６】（ｂ）穿孔方法としてレーザー加工法を選択した場合の穿孔の方法は、一般的にステンレス板をレーザー加工する公知の手法に従い進められる。即ちレーザー加工機としては、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザー、ＹＡＧレーザー等、市販のどのレーザー加工機を用いても良い。しかし一般的に、数十〜数百μｍ厚のステンレス板に、数十〜数百μｍ長の幅、又は径の画像を精度良く穿孔する場合は、ＹＡＧレーザーを用いる事が推奨される。樹脂層（４）の形成方法は、金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）は、拡散接合法により既に一体となっているため、レーザー加工により、該両者を一括して穿孔し、所望の印刷画像部（３）を開口部とした後、該開口部と同一形状に、スクリーンメッシュ上に樹脂層（４）を設けても良い。しかし工程の簡便性等を勘案すると、樹脂層（４）は、レーザーによる穿孔加工前に、スクリーンメッシュ（２）側に設置され、その後レーザー加工により、金属板（１）、スクリーンメッシュ（２）、樹脂層（４）を同時に穿孔加工して、所望の印刷画像部（３）の開口部を得る事が望ましい。この場合、樹脂層（４）は永久塗膜として残る事になるので、やはり金
属との密着性、硬度、耐摩耗性、耐薬品性等が要求されるが、前述
【００１４】（ａ）エッチング法での場合と異なり、必ずしも光硬化性樹脂である必要はなく、熱硬化性樹脂等、公知の反応硬化性樹脂や添加剤を適宜選択する事が出来る。
【００１７】こうして金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）が穿孔加工され、樹脂層（４）が形成されて印刷画像部（３）の開口部が設けられた後は、公知の手法であるコンビネーション法によりアルミ枠に展張され、スクリーン印刷用印刷版として供される。
【００１８】
【実施例】次に、以下に示す実施例により、本発明を更に具合的に説明する。
〔実施例１〕板厚５０μｍのステンレス板と、線径４５μｍφ、厚さ９０μｍ、メッシュ数１６５メッシュのステンレススクリーンメッシュを、各々１００ｍｍＸ１００ｍｍの寸法に裁断し、各々の面を合わせて、株式会社ヤチダ社製拡散接合装置により接合を行い、試料１を作成した。接合条件として、温度９００℃、保持時間６０分、加圧力１０ＭＰａ、真空度１０−３Ｐａにて処理を行った。接合処理後のステンレス板とスクリーンメッシュの断面を、電子顕微鏡写真で観察したところ、該両者はその界面で均一に接合された状態であった。次にこの試料１の両面に、富士薬品工業株式会社製液状エッチングレジストＦＲ−１４を塗布、乾燥した後、０．５ｍｍピッチＱＦＰと０．２５ｍｍピッチＱＦＰ混在テストパターンの写真フィルムを焼き付け、現像、硬膜処理を行った後、塩化第二鉄により、通常の方法で、試料１を両面エッチングした。エッチング終了後は、アルカリ水溶液にてエッチングレジストの剥膜を行った。エッチング終了後の試料１を顕微鏡で観察したところ、ＱＦＰパターンの穿孔された部分は、ステンレス板、スクリーンメッシュ共に、パターン形状通りに開口されていた。次に３２０Ｘ３２０ｍｍアルミダイキャスト枠に、２２５メッシュポリエステルスクリーンを紗張りし、試料１をコンビネーション加工によりスクリーンに貼り付け、スクリーン印刷用印刷版とした。次に試料１の印刷試験を実施した。印刷機として、マイクローテック株式会社製スクリーン印刷機ＭＴ−３２０ＴＶＣを使用し、半田ペーストとして、タムラ化研株式会社製ソルダーペーストＳＱ−１０−１１を使用した。印刷条件として、版ギャップ２ｍｍ、スキージ速度５０ｍｍ／秒で、試料１を用いた印刷版の印刷を行ったところ、０．５ｍｍピッチＱＦＰパターンの部分は、連続２５回の印刷にも、ニジミ、カスレ等の問題なく、良好な印刷結果を得る事ができた。次に０．２５ｍｍピッチＱＦＰの部分を観察すると、試料１のスクリーンメッシュ側に半田ペーストが入り込み、これが原因で、開口部に目詰まりが発生した。以上の印刷試験結果より、本実施例の方法により作成したスクリーン印刷用印刷版は、０．５ｍｍピッチＱＦＰの連続印刷性には優れた性能を発揮したが、０．２５ｍｍピッチのような微細パターンには、若干問題を残す事が解った。
【００１９】〔実施例２〕次に、〔実施例１〕と同様のステンレス板とステンレススクリーンメッシュを、やはり〔実施例１〕と同様の接合条件で接合し、試料２を作成した後、塩酸による酸洗浄を行い、水洗して表面を清浄にした。次にエポキシアクリレート樹脂を主成分とする市販の光硬化性ソルダーレジストに、硬度、耐摩耗性、耐薬品性、感度、夫々の向上を目的として、浅田化学工業株式会社製アクリル酸アルミＰ−３を少量添加し、良く混合した。次に、試料２のスクリーンメッシュ側の全面に、上記樹脂をワイヤバーコーターにて塗布し、３０℃で３０分放置し、混合樹脂の脱泡とスクリーンメッシュへのレベリングを行った後、８０℃で３０分加熱した。次に、上記樹脂の塗布された試料２のスクリーンメッシュ側を、２Ｋｗ高圧水銀灯を用い、距離１５ｃｍで５分間、全面露光し、樹脂層を完全硬化させた。次にこの試料２を、発振器出力１０ＷのＮｄ：ＹＡＧレーザー加工機を用い、スクリーンメッシュ側からレーザー光を照射し、穿孔加工した。穿孔パターンは、〔実施例１〕と同様の、０．５ｍｍピッチＱＦＰパターンと、０．２５ｍｍピッチＱＦＰパターンの混在パターンとした。穿孔加工後の試料２を顕微鏡で観察したところ、樹脂層、ステンレス板共に、バリ等もなく、又レーザー光が照射されたスクリーンメッシュ部分は、パターン通りに穿孔されていた。次にこの穿孔された試料２を用い、〔実施例１〕と同様の仕様でスクリーン印刷用印刷版に仕上げ、又〔実施例１〕と同様の条件で印刷試験を行った。その結果０．２５ｍｍピッチＱＦＰの部分も、連続２５回の印刷において、ニジミ、カスレ等の不具合もなく、良好な印刷結果を得る事ができた。
【００２０】
【発明の効果】このように、本発明によるスクリーン印刷用印刷版を用いる事で、スクリーンメッシュを有しながらも、印刷画像部での半田ペーストの通過が可能になり、又スクリーンメッシュの効果によるスキージ面での良好なペーストのローリング性と、スクリーンメッシュの可撓性による良好な版離れ性を確保する事ができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第２実施例の概要を示す断面図である。
【符号の説明】
（１）金属板
（２）スクリーンメッシュ
（３）印刷画像部
（４）樹脂層[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a printing plate for screen printing when mainly printing a solder paste or the like.
[0002]
[Prior art]
As seen in the spread of mobile phones and various mobile devices, various types of electronic devices have been increasingly miniaturized today, and accordingly, in the field of electronic component mounting, printed solder patterns have become more narrow. Pitching and fineness are required. For example, in the case of mounting a 0603-size chip component or a 0.25 mm pitch CSP, which is expected to increase in the future, the gap between adjacent printed solder pastes becomes as narrow as 100 to 200 μm. This is a situation in which bleeding or missing of the printed solder, which has been conventionally accepted, is not allowed, which is the reason why further improvement in performance is required for a screen printing printing plate when printing solder paste.
[0003] The above-mentioned printing plates for screen printing are roughly classified into two types according to the form. One has a screen mesh in the print image part, which has been conventionally called a screen plate, and the other is a perforation processing of a desired print image part on a metal plate, and the perforated opening. This is a so-called metal mask that transfers a solder paste or the like from a portion to a printing medium.
In the former field of a screen plate having a screen mesh in a print image portion, a paste containing fine metal particles such as silver, copper, nickel or the like is dispersed with a fine pitch of several tens μm due to an appropriate separation effect of the screen mesh. It is possible to print in a pattern. In this field, for example, as disclosed in JP-A-11-157042, a metal foil is bonded to a screen mesh, or a metal layer is formed on a polymer material image-formed on the screen mesh to form a sheet. In some cases, dimensional stability and printability are improved by joining the pieces. On the other hand, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-315648, there is an attempt to improve the removability of the paste by making the screen mesh of the print image area thinner than the screen mesh of the non-image area. However, any of the above methods can be applied when printing metal fine-particle paste, since a screen mesh having a wire diameter of more than tens of μmφ is interposed in the print image portion, but it is generally applicable. A solder paste having coarse particles having a particle diameter of more than 10 μmφ cannot pass through the printed image portion smoothly.
On the other hand, when printing solder paste in the field of electronic component mounting, the latter metal mask is mainly used at present. In this field, various measures for improving the performance of the metal mask have been taken in the past, particularly when printing solder paste continuously, in order to prevent bleeding or missing defects of the printed paste. The mainstream is a technique called surface modification of a metal mask. For example, in the printing of a solder paste using a metal mask, the concept of the rollability of the paste on the squeegee surface has been regarded as important as improving printability. This is in consideration of the fact that the frictional resistance applied to the squeegee and the paste on the squeegee surface of the screen printing plate facilitates the extrusion of the paste from the opening of the printed image. However, on a smooth metal surface such as a metal mask, the frictional resistance applied to the squeegee is shaved, and as a result, the force for pushing out the solder paste from the metal mask opening becomes insufficient. For this reason, as a method of improving the rolling property of the solder paste, a method of performing various types of roughening processing on a squeegee surface of a metal mask has been conventionally attempted. However, these roughening processes all have too small a scale of physical quantity as compared with the unevenness of the screen mesh, and the effect extends to the rolling effect of the paste on the squeegee surface inherent in the screen plate having the screen mesh. Did not. On the other hand, as another measure for improving the performance of the metal mask, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 05-77576, the wall surface of the opening of the metal mask is provided with a water-repellent or oil-repellent component to improve the removability of the paste. Attempts have been made to achieve this. In some cases, the metal mask wall surface is mirror-finished to improve the solder paste removability. However, all of the improvement measures described above are limited to microscopic surface modification at the interface of the metal mask, and in fields where dynamic printing aptitude is required, such as screen printing, a remarkable improvement effect is obtained. Could not be demonstrated.
On the other hand, this means that the conventional improvement technique cannot sufficiently exert the function of separating the paste, which is an important printability element in screen printing. That is, for example, in order to secure a solder paste required for mounting a QFP having a pitch of 0.5 mm or more, the thickness of the metal mask usually needs to be 150 μm or more. This is compared with, for example, a screen mesh plate in which a photosensitive emulsion is coated to a thickness of 50 μm on a stainless steel mesh having a wire diameter of 50 μmφ, the number of meshes of 80 and a nominal thickness of 100 μm, and the total thickness of the plate is designed to be 150 μm. There is a marked difference in flexibility. That is, the 80-mesh stainless screen plate has sufficient flexibility, and a printing gap of 1-2 mm is provided at the time of printing, so that smooth paste separation of the paste can be ensured. However, in the case of a 150 μm-thick metal mask, the plate was inferior in flexibility, so that even if a plate gap equivalent to that of a screen mesh plate was provided, it was not possible to ensure proper separation of the plate. For this reason, in the printing of a solder paste using a metal mask, contact printing that does not take a plate gap is common, and this has been one cause that makes continuous printing of the solder paste difficult.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in the conventional printing plate for screen printing, on the other hand, although the printing suitability of the metal fine particle paste can be sufficiently ensured, in printing of a paste having coarse particles such as a solder paste, the printing image portion is interposed. The screen mesh hinders this, and, on the other hand, in a metal mask plate with a perforated metal plate, the original printability of screen printing could not be sufficiently exhibited. One object of the present invention is to provide a screen mesh (2) on a squeegee surface of a metal plate (1) to sufficiently secure the paste rolling property on a squeegee surface in the same manner as conventional screen printing. Another object of the present invention is to provide a printing plate for screen printing, in which an opening is provided by perforating and removing a screen mesh of a print image portion (3) to allow a solder paste or the like having coarse particles to pass smoothly. Another purpose is to join the screen mesh (2) to the metal plate (1) to provide flexibility to the screen plate as compared to a metal mask of the same thickness, and to have excellent plate separation. To provide a printing plate for screen printing.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above problems, the present inventor has proposed that in a printing plate for screen printing in which a metal plate (1) and a screen mesh (2) are joined together on one surface and integrated, the print image portion (3) A printing plate for screen printing, characterized in that both the metal plate (1) and the screen mesh (2) are perforated openings having the same shape at the joint surfaces, and are openings that are voids. The screen printing plate is characterized in that the entire surface or a part other than the perforated portion on the screen mesh side is coated with a resin layer (4). Was found to significantly improve the printability of the ink.
[0009]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [1]
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. The material of the metal plate (1) is a metal plate in which various metals, their alloys, or those metals and alloys are arbitrarily selected and laminated, and the thickness thereof can be arbitrarily selected in the range of several μm to several mm. . However, considering the stability of the material, the price, etc., the material of the metal plate (1) is a stainless steel plate, and it is preferable to select the thickness in the range of several tens μm to several hundred μm from the viewpoint of printing effect. . The screen mesh (2) is made of a stainless steel yarn, a polyester yarn, a nylon yarn, other engineering resin yarns, or a yarn obtained by combining them, or a screen mesh made of a metal film formed on the above yarn. You can choose any. However, considering the stability of the material, the price, and the sliding and rubbing of the squeegee and paste on the squeegee surface in screen printing, the material of the screen mesh (2) is preferably a stainless steel thread. It is desirable to appropriately select from commercially available stainless steel meshes according to the printing conditions.
The procedure for joining the metal plate (1) and the screen mesh (2) is as follows. The metal plate (1) is pierced to form an opening in the printed image section (3), and then joined to the screen mesh (2). Thereafter, the screen mesh (2) may be perforated to provide an opening for the print image portion (3), or the screen mesh (2) may be perforated to form an opening for the print image portion (3). The metal plate (1) may be joined, and then the metal plate (1) may be perforated to provide an opening for the printed image portion (3), or the metal plate (1) and the screen mesh (2) May be individually perforated to provide an opening for the print image portion (3), and then the two are joined. However, in consideration of the accuracy of the perforation method and the joining method, mass productivity, etc., the metal plate (1) and the screen mesh (2) are joined before the perforation process, and after being integrated, the perforation process is performed collectively. It is preferable to provide an opening for the print image section (3).
[0011] The metal plate (1) and the screen mesh (2) may be joined by a surface chemistry method in which a resin such as an adhesive is applied between the two and the two are adhered to each other, or the two are placed in a plating bath. Any method may be used, such as an electrochemical method of bonding the two by immersion, or a physical method such as welding or diffusion bonding. However, after the metal plate (1) and the screen mesh (2) are joined together and integrated, the strength and step stability of the screen printing printing plate, and the mass production stability of the method of joining the two. Considering the simplicity of the subsequent drilling method, etc., the bonding method is a diffusion bonding method that enables two identical or different metal layers to be directly bonded at the interface with each other. It is recommended to use By using this method, when stainless steel is selected as the material of the metal plate (1) and the screen mesh (2), both can be handled as the same material joined at the atomic level. In this case, application of known techniques such as laser processing and etching processing becomes easy.
Next, a method of perforating the metal plate (1) and the screen mesh (2) and the steps up to providing the printing plate for screen printing will be described. Here, a description will be given of an example in which the material of the two is stainless steel, and the two are joined by a diffusion joining method before perforation. The perforation method can be performed by a known technique, such as laser processing, etching processing, drilling processing, wire electric discharge processing, and punching processing, all of which have been applied to various types of perforation processing of stainless steel plates. However, in general, it is preferable to perform perforation processing by etching or laser processing, which method has already been established as a method for manufacturing a stainless steel metal mask. The drilling procedure by both methods is a method generally used when manufacturing a stainless steel metal mask in the field of mounting electronic components, that is, converting a drawing or CAD data into a photomask or NC driving data. Then, follow the method of performing the perforation processing. After the opening of the print image portion (3) is provided by the above-described perforation process, it is spread on an aluminum frame by a combination method, which is also a method well known in the screen plate making industry, and provided as a screen printing plate. Is done.
[2] Next, in a printing plate for screen printing in which the metal plate (1) and the screen mesh (2) are joined together on one surface to be integrated, the print image portion (3) is formed of the metal plate (1) and the screen mesh (2). In the printing plate for screen printing, both the screen mesh (2) and the screen mesh (2) are perforated holes having the same shape at their joint surfaces, and are openings. A printing plate for screen printing, characterized in that the entire surface or a part other than the perforated portion is covered with the resin layer (4), will be described. The material of the resin layer (4) may be acrylic, urethane, epoxy, rubber, or any other known reaction-curable polymer material, or cellulose, PVA, or PVP, or any other known water-soluble polymer. The material and / or the above-mentioned polymer material is appropriately selected from a mixture of various known photosensitive resins, photosensitive monomers, photosensitive oligomers, various emulsions, and various physical property modification additives.
The resin layer (4) may be formed by any known coating method such as a spray method, a spinner method, a bucket method, a bar coater method and a squeegee method. Is preferred. Although the thickness of the resin layer (4) varies depending on the number of meshes of the screen mesh, it is necessary to prevent the unevenness of the screen mesh from being completely filled with the resin so that the squeegee surface does not become smooth. desirable. Next, as a method of forming the resin layer (4), stainless steel is selected as the material of the metal plate (1) and the screen mesh (2), and both are already joined by the above-mentioned diffusion joining method before the perforation processing. An example will be described. There are generally two methods for forming the resin layer (4) according to the method of perforating the metal plate (1) and the screen mesh (2). Here, (a) etching method, (b) This will be described using two methods of laser processing. The etching method referred to here means a general photo-etching method using a photocurable resin as an etching resist.
(A) When the etching method is selected as the perforation method, the method generally proceeds according to a known method for etching a stainless steel plate. As a method of etching, either of double-sided etching for simultaneously etching the respective surfaces of the metal plate (1) and the screen mesh (2) or single-sided etching for individually etching both surfaces may be selected. . At this time, as the etching resist on the metal plate (1) side, either a film form or a liquid state may be selected, and the material thereof is also arbitrarily selected from commercially available etching resists. On the other hand, the etching resist on the screen mesh (2) side may become a main member constituting the resin layer (4). That is, as a procedure for forming the resin layer (4), the metal plate (1) and the screen mesh (2) are etched to provide an opening of a desired print image portion (3), and then the screen mesh (2) is formed. ) Side, various known resins, for example, a known photosensitive resin is applied or formed into a film, and is then exposed and developed according to the well-known procedure to form the opening of the screen mesh (2). A resin layer (4) having an opening of a printed image portion of the same shape may be provided, or an etching resist applied or applied in a film shape on the screen mesh (2) side is left as it is after the etching. Alternatively, the resin layer (4) may be used. However, considering the simplicity of the construction method, it is preferable to form the resin layer (4) by leaving the etching resist on the screen mesh (2) side as it is and forming the resin layer (4). In this case, the etching resist material on the screen mesh (2) side is required to function as an etching resist, and at the same time, is used as a permanent coating film on a printing plate for screen printing after etching. The material of the resist is a photo-curable liquid material, which penetrates the entire screen mesh (2), is applied so as to firmly adhere to both the metal plate (1) and the screen mesh (2), and is cured. It is desirable to be done. Generally, the etching resist is mainly removed with an aqueous alkali solution or the like after completion of etching. In this case, the function as a printing plate for screen printing is required. It is necessary to use a material in consideration of wear resistance, chemical resistance, and the like. For example, it is selected from the main materials that make up the photocurable solder mask for the printed circuit board, the photocurable paint, etc., and if necessary, adds various additives, etc., and if necessary, post-bakes the cured resin. Is recommended.
(B) When the laser processing method is selected as the perforation method, the perforation method generally proceeds according to a known method for laser processing a stainless steel plate. That is, as the laser processing machine, any commercially available laser processing machine such as a carbon dioxide laser, an excimer laser, and a YAG laser may be used. However, in general, when an image having a width or diameter of several tens to several hundreds of μm is accurately perforated on a stainless plate having a thickness of several tens to several hundreds of μm, it is recommended to use a YAG laser. In the method of forming the resin layer (4), the metal plate (1) and the screen mesh (2) are already integrated by the diffusion bonding method. After the printed image portion (3) is formed as an opening, a resin layer (4) may be provided on the screen mesh in the same shape as the opening. However, considering the simplicity of the process, the resin layer (4) is placed on the screen mesh (2) side before the laser drilling, and then the metal plate (1) and the screen mesh (2) are formed by laser processing. It is preferable that the resin layer (4) is simultaneously perforated to obtain an opening of a desired print image portion (3). In this case, since the resin layer (4) remains as a permanent coating film, it is also required to have adhesion to metal, hardness, abrasion resistance, chemical resistance, and the like. Unlike the case of the method, it is not always necessary to use a photocurable resin, and a known reaction curable resin or an additive such as a thermosetting resin can be appropriately selected.
After the metal plate (1) and the screen mesh (2) are perforated, the resin layer (4) is formed and the opening of the printed image portion (3) is provided, a known method is used. It is spread on an aluminum frame by the combination method and used as a printing plate for screen printing.
[0018]
Next, the present invention will be described more specifically with reference to the following examples.
Example 1 A stainless steel plate having a thickness of 50 μm and a stainless steel screen mesh having a wire diameter of 45 μmφ, a thickness of 90 μm, and a mesh number of 165 meshes were each cut into dimensions of 100 mm × 100 mm. A sample 1 was prepared by bonding with a diffusion bonding apparatus made by the company. The bonding was performed at a temperature of 900 ° C., a holding time of 60 minutes, a pressure of 10 MPa, and a degree of vacuum of 10 −3 Pa. When the cross sections of the stainless steel plate and the screen mesh after the joining treatment were observed with an electron microscope photograph, the two were found to be uniformly joined at the interface. Next, after applying and drying a liquid etching resist FR-14 manufactured by Fuji Pharmaceutical Co., Ltd. on both sides of this sample 1, a photographic film of a test pattern mixed with 0.5 mm pitch QFP and 0.25 mm pitch QFP was baked, developed, After the hardening treatment, the sample 1 was etched on both sides with ferric chloride in a usual manner. After the etching was completed, the etching resist was stripped with an alkaline aqueous solution. When the sample 1 after the etching was observed with a microscope, the perforated portion of the QFP pattern was opened according to the pattern shape in both the stainless steel plate and the screen mesh. Next, a 225 mesh polyester screen was stretched on a 320 × 320 mm aluminum die-cast frame, and Sample 1 was attached to the screen by a combination process to obtain a printing plate for screen printing. Next, a printing test of Sample 1 was performed. As a printing machine, a screen printing machine MT-320TVC manufactured by Microtec Co., Ltd. was used, and as a solder paste, a solder paste SQ-10-11 manufactured by Tamura Kaken Co., Ltd. was used. When printing was performed on the printing plate using Sample 1 at a printing gap of 2 mm and a squeegee speed of 50 mm / sec as printing conditions, the 0.5 mm pitch QFP pattern portion showed bleeding and blurring even after continuous 25 printings. A good print result could be obtained without any problem. Next, when observing the portion of the 0.25 mm pitch QFP, the solder paste entered the screen mesh side of the sample 1, and as a result, clogging occurred in the opening. From the above printing test results, the printing plate for screen printing prepared by the method of this example exhibited excellent performance in the continuous printability of 0.5 mm pitch QFP, but the fine pattern such as 0.25 mm pitch Found that there were some problems.
[Example 2] Next, the same stainless steel plate and stainless steel screen mesh as in [Example 1] were joined under the same joining conditions as in [Example 1], and a sample 2 was prepared. And the surface was cleaned by washing with water. Next, a commercially available photocurable solder resist containing an epoxy acrylate resin as a main component was added to aluminum acrylate P-3 manufactured by Asada Chemical Industry Co., Ltd. for the purpose of improving hardness, abrasion resistance, chemical resistance, sensitivity, and sensitivity. Was added in small amounts and mixed well. Next, the above resin was applied to the entire surface of the screen mesh side of the sample 2 with a wire bar coater, and left at 30 ° C. for 30 minutes to perform defoaming of the mixed resin and leveling to the screen mesh. For 30 minutes. Next, the screen mesh side of the sample 2 to which the resin was applied was entirely exposed at a distance of 15 cm for 5 minutes using a 2 Kw high-pressure mercury lamp to completely cure the resin layer. Next, the sample 2 was perforated by irradiating a laser beam from the screen mesh side using a Nd: YAG laser beam machine with an oscillator output of 10 W. The perforation pattern was a mixed pattern of a 0.5 mm pitch QFP pattern and a 0.25 mm pitch QFP pattern as in [Example 1]. When the sample 2 after the perforation processing was observed with a microscope, both the resin layer and the stainless steel plate had no burrs and the like, and the screen mesh portion irradiated with the laser beam was perforated according to the pattern. Next, using the perforated sample 2, a printing plate for screen printing was finished with the same specifications as in [Example 1], and a printing test was performed under the same conditions as in [Example 1]. As a result, even in the portion of 0.25 mm pitch QFP, good printing results could be obtained without problems such as bleeding and blurring in continuous 25 printings.
[0020]
As described above, by using the printing plate for screen printing according to the present invention, it is possible to allow the solder paste to pass through the printed image area while having the screen mesh, and to achieve the effect of the screen mesh. The good paste rolling property on the squeegee surface and the good plate release property due to the flexibility of the screen mesh could be secured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing an outline of a second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
(1) metal plate (2) screen mesh (3) printed image area (4) resin layer
