JP2005081625A - 印刷マスク部材製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 （１）印刷マスクを接着剤で固定することに起因する耐洗浄性の悪化、生産性の悪化、及びテンション緩みを回避し、（２）印刷部材にビス等の貫通部材の端部をマスク枠と被印刷体との間に介在させることによる印刷品質の悪化を回避し、（３）テンション張架される印刷マスクをビス等の貫通部材に引っ掛けることによる印刷マスクの亀裂を抑えることができる印刷マスク部材製造方法を提供する。
【解決手段】マスク枠１からはみ出る印刷マスク箇所をマスク枠１の外縁部２で折り曲げて折り曲げ部１１を形成し、これに貫通せしめたビス４をマスク枠１にねじ込んで、折り曲げ部１１をマスク枠１に固定する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、マスク基材に印刷パターンを形成して印刷マスクを製造する印刷マスク製造工程と、マスク枠に対して印刷マスク又はパターン形成前のマスク基材を固定する固定工程とを実施する印刷マスク部材製造方法に関するものである。

従来より、少なくとも複数の貫通孔によって表現される印刷パターンが形成された印刷マスクを用いて、クリームはんだ、インク、接着剤、樹脂などの印刷材を被印刷体上に印刷する印刷法が広く用いられている。被印刷体に密着せしめた印刷マスクの各貫通孔に対して、扁平なスキージによってペースト状の印刷材を刷り込んだ後、印刷マスクを被印刷体から剥離するときに孔内の印刷材を被印刷体に転移させる印刷法である。かかる印刷法においては、印刷マスクをマスク枠に所定のテンションで張架固定した印刷マスク部材の状態で使用するのが一般的である。

かかる印刷マスク部材を製造するための印刷マスク部材製造方法としては、特許文献１に記載のものが知られている。マスク枠に対して、印刷マスクを接着剤によって接着固定する方法である。

特開平９−２３２７２０号公報

しかしながら、この印刷マスク部材製造方法では、印刷マスク部材の耐洗浄性を悪くしてしまうことがわかってきた。具体的には、印刷マスク部材を印刷終了後に放置すると、印刷マスクに付着している印刷材の固着によって再度の使用に支障をきたしてしまう。そこで、印刷終了後に洗浄液に浸けて速やかに洗浄するのが一般的である。この洗浄の際、印刷マスクとマスク枠とを接着している接着剤を少なからず劣化させることになる。そして、印刷と洗浄とを繰り返しているうちに、接着剤の劣化が限界に達して、印刷マスクの部分的な剥がれ等を引き起こすことがある。

また、同印刷マスク部材製造方法では、互いに異なる種類の材料からなるマスク枠と印刷マスクとの組み合わせによる印刷マスク部材を製造する場合に、生産性を著しく悪化させることがある。具体的には、互いに異なる種類（例えば金属材料と非金属材料）の材料からなる組み合わせを用いる場合、両材料に対してそれぞれ良好な接着性を発揮し得る接着剤が硬化に長時間を要する弾性接着剤に限られてしまうことがある。すると、接着に長時間を要して生産性が著しく悪化してしまのである。１５時間もの接着時間が必要になる場合もある。

更には、弾性接着剤を用いると、その経時的な伸びによって印刷マスクのテンション緩みを引き起こし易くなることもわかってきた。具体的には、印刷マスクとして、より微細ピッチの印刷パターンが形成されたものを用いるようになってきた近年においては、マスク枠に固定された印刷マスクのテンションが印刷品質に大きく影響する。テンションが弱くなるほど、被印刷体から剥離される際に大きく撓んで印刷パターンを乱してしまのである。このため、印刷マスクを相当に強いテンションでマスク枠に固定するのであるが、弾性接着剤を用いると、それを徐々に伸張変形させて印刷マスクのテンションを少しずつ緩めてしまう。

これら耐洗浄性の悪化、生産性の悪化、及びテンション緩みを回避する方法として、図１に示すように、印刷マスク１０をビス４でマスク枠１に固定することが考えられる。同図において、印刷マスク１０は、額縁状のマスク枠１の底面にビス４で固定され、図中上側面が印刷材刷り付け面（スキージ面）となる。そして、被印刷体５０の上に置かれている。しかしながら、図示のようにビス止めしてしまうと、印刷時にビス４の頭部を被印刷体５０とマスク枠１との間に介在させて、印刷マスク１０と被印刷体５０との密着性を低下させてしまう。そして、図示しない貫通孔内からの印刷材をダレさせて印刷品質を低下させるおそれがでてくる。また、ビス止めを行うと、テンション張架される印刷マスク１０をビスで裂くように徐々に傷付けていき、印刷マスク１０の寿命を早めてしまうおそれもある。

なお、印刷マスクをビス止めする際に生ずる問題について説明したが、ビス以外の貫通部材、即ち、釘やボルトなどといった印刷マスクに貫通させて使用するタイプの貫通部材であれば、同様の問題を生ずることになる。

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次に列記する（１）〜（３）の事項を何れも実現可能な印刷マスク部材を製造することができる印刷マスク部材製造方法を提供することである。
（１）印刷マスクを接着剤で固定することに起因する耐洗浄性の悪化、生産性の悪化、及びテンション緩みを回避する。
（２）印刷部材にビス等の貫通部材の端部をマスク枠と被印刷体との間に介在させることによる印刷品質の悪化を回避する。
（３）テンション張架される印刷マスクをビス等の貫通部材に引っ掛けることによる印刷マスクの亀裂。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、少なくとも複数の貫通孔からなる印刷パターンをマスク基材に形成して印刷マスクを製造する印刷マスク製造工程と、該印刷マスク又はパターン形成前の該マスク基材をマスク枠に固定する固定工程とを実施して、該印刷マスクと該マスク枠とを有する印刷マスク部材を製造する印刷マスク部材製造方法であって、上記固定工程にて、上記マスク枠からはみ出る印刷マスク箇所である枠外箇所を該マスク枠の外縁部で折り曲げて折り曲げ部を形成し、該折り曲げ部に貫通せしめた貫通部材を該マスク枠に差し込んで、該折り曲げ部を該マスク枠に固定することを特徴とするものである。
また、請求項２発明は、請求項１の印刷マスク部材製造方法であって、上記固定工程にて、上記折り曲げ部における上記外縁部に接触している接触箇所と上記貫通部材に貫通せしめられている貫通箇所との間を、圧接部材の圧接によって固定することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の印刷マスク部材製造方法であって、上記マスク枠として、段差部が形成されたものを用いるとともに、上記圧接部材として、該段差部に係合するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２又は３の印刷マスク部材製造方法であって、上記マスク枠として矩形のものを用いるとともに、上記印刷マスク又はマスク基材として、該マスク枠における頂角に接触しない形状のものを用いたことを特徴とするものである。

請求項１乃至４の発明においては、印刷マスクを、接着剤によらず、ビス等の貫通部材によって固定することで、接着剤で固定することに起因する耐洗浄性の悪化、生産性の悪化、及びテンション緩みを回避することができる。また、例えば図２に示すように、印刷マスク１０におけるマスク枠１からはみ出た箇所（枠外箇所）を枠の外縁部２で折り曲げて折り曲げ部１１とし、これを貫通部材たるビス４で止めることで、製造後の印刷マスク部材のマスク枠１と、被印刷体５０との間にビス４の頭部（端部）を介在させることがなくなる。そして、このことにより、ビス４の頭部をマスク枠１と被印刷体５０との間に介在させることによる印刷品質の悪化を回避することができる。また、マスク枠１の外縁部２に引っ掛かることでテンションが弱まった後の折り曲げ部１１にビス４を通すことで、ビス４による印刷マスク１０に対するテンション方向の切り裂き力を弱める。このことにより、テンション張架される印刷マスクをビス等の貫通部材に引っ掛けることによる印刷マスクの亀裂を抑えることができる。以上の結果、上述した（１）〜（３）の事項を何れも抑えることができる。

特に、請求項２又は３の発明においては、例えば図３に示すように、マスク枠１との間に印刷マスク１０の折り曲げ部１１を挟み込んだ板状部材３を、ビス４の頭部によってマスク枠１に向けて押圧するなどして、折り曲げ部１１における外縁部２との接触箇所と、ビス４貫通箇所との間を、圧接部材たる板状部材３の圧接によって固定する。かかる構成では、折り曲げ部１１におけるビス４貫通箇所よりも外縁部２側をマスク枠１に圧接せしめて、貫通箇所付近のテンションをより弱くする。そして、これにより、ビス４による印刷マスク１０に対するテンション方向の切り裂き力をより弱くする。よって、印刷マスクをビス４等の貫通部材に引っ掛けることによる印刷マスクの亀裂をより確実に抑えることができる。

また特に、請求項３の発明においては、例えば図４に示すように、マスク枠１の段差部５に圧接部材たる板状部材３を係合せしめることで、折り曲げ部１１におけるビス４貫通箇所よりも外縁部２側を、複数のエッジＥに引っ掛けることが可能になる。そして、このような複数のエッジＥでの引っ掛かりにより、ビス４による印刷マスク１０に対するテンション方向の切り裂き力を更に弱める。よって、印刷マスクをビス等の貫通部材で引っ掛けることによる印刷マスクの亀裂を更に確実に抑えることができる。

また特に、請求項４の発明においては、例えば図５に示すように、印刷マスク１０として、矩形のマスク枠１の頂角Ｃに接触しない形状のものを用いることで、例えば図６に示すように印刷マスク１０をマスク枠１の頂角Ｃに接触させてしまうことによる印刷マスク１０の皺の発生を回避することができる。印刷マスク製造工程よりも固定工程を先に実施する場合には、かかる形状のマスク基材をマスク枠１に固定してから、そのマスク基材に印刷パターンを形成すればよい。

以下、本発明を適用した印刷マスク部材製造方法の一実施形態について説明する。印刷マスク部材は、画像の印刷やパターン形成などの様々な目的で使用されるが、印刷材たるクリームはんだからなるパターンを電子回路基板上に印刷してバンプ電極を形成するための印刷マスク部材の製造を例にして説明することにする。

まず、本印刷マスク部材製造方法における印刷マスク製造工程について説明する。印刷マスクの前駆体であるマスク基材については、厚み７５［μｍ］程度のフィルムを使用する。かかるフィルムとしては、少なくとも金属層を有する多層フィルムや、プラスチックフィルム等が挙げられる。また、プラスチックフィルムの材質としては、ポリエステル、エポキシ、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリプロピレン、ポリアセタール、テフロン（登録商標）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）等が挙げられる。

このようなマスク基材としてのフィルムに、直径５０〜１５０［μｍ］程度の複数の貫通孔を形成してバンプ電極用の印刷パターンを得る。貫通孔を形成する方法としては、パンチプレスにて穿孔する方法、ドリルにて穿孔する方法、レーザー加工を用いる方法などが挙げられる。なかでも、直径５０〜７０［μｍ］未満の微少貫通孔を形成してファインピッチな印刷パターンを得るには、アブレーション現象によってワークを殆ど発熱させることがないアブレーションレーザー加工を採用することが望ましい。これは次に説明する理由による。即ち、アブレーションレーザー加工では、内壁平滑性に優れた貫通孔を形成することができる。直径５０〜７０［μｍ］の微少貫通孔では、その内壁平滑性が孔内からの印刷材の抜け性に大きく影響する。十分な内壁平滑性が得られていない微少貫通孔からは印刷材が抜け難く、印刷材の孔内残留によって印刷品質を低下させ易い。そこで、内壁平滑性に優れた微少貫通孔を形成し得るアブレーションレーザー加工を用いて、十分な抜け性の得られる印刷マスクを製造するのである。

アブレーションレーザー加工としては、ＫｒＦエキシマレーザ（中心波長：２４８ｎｍ）やＡｒＦ（中心波長：１９３ｎｍ）によってＰＥＴ等のプラスチック材をアブレーション加工する方法が知られている。また、フェムト秒レーザーによって金属やプラスチック材をアブレーション加工する方法も知られている。なお、以下、ＰＥＴフィルムをＫｒＦエキシマレーザによってアブレーション加工した印刷マスクを例にして説明する。

次に、固定工程について説明する。
図７は、印刷マスクを固定するためのマスク枠を示す斜視図である。このマスク枠１は、３０［ｍｍ］×４０［ｍｍ］（高さｈ×幅ｗ）のアルミ製角パイプが四角形の額縁状に組み立てられたものである。四角形の外寸は、５５０［ｍｍ］×６５０［ｍｍ］（Ｌ１×Ｌ２）になっている。

図８は、上記印刷マスク製造工程で製造された印刷マスク１０を示す平面図である。印刷マスク１０は、四角形のＰＥＴフィルムの四隅が正方形状に切り取られた形状になっている。四角形のＰＥＴフィルムに印刷パターンを形成してから四隅を切り落とすか、あるいは、切り落としてから印刷パターンを形成することで、印刷マスク１０を図示のような形状にしている。

固定工程では、まず、この印刷マスク１０における４辺の端部を、図９に示すようにそれぞれテンショナーのクランプ部材２０によって把持しながら引っ張ることで、印刷マスク１０をテンション張架する。次いで、図１０に示すように、テンション張架された印刷マスク１０の上方に位置させたマスク枠１、又はテンショナーの何れか一方を図中上下方向に移動させて他方に押し当てる。すると、印刷マスク１０におけるマスク枠１からはみ出ている枠外箇所が、マスク枠１の外縁部２で折り曲げられて折り曲げ部１１になる。このとき、印刷マスク１０はその４隅の切り欠けがあることにより、図１１に示すように、マスク枠１の上側の４つの頂角Ｃに接触しない構造になっているため、先に図６に示した皺の発生が回避される。なお、この折り曲げ部１１は、マスク枠１の４つ（４辺）の外縁部に対応して４カ所発生する。

次に、４カ所の折り曲げ部１１のそれぞれに固定処理を施す。具体的には、図１２に示すように、折り曲げ部１１に対して、細長のアルミ板からなる板状部材３を図中下側から押し当てて、折り曲げ部１１をマスク枠１の側面に密着させる。そして、貫通部材たる複数のビス４を板状部材３と折り曲げ部１１とに順次貫通させてその先端をマスク枠１内に到達させるようにねじ込んでいく。これにより、折り曲げ部１１がマスク枠に固定される。他の３つの折り曲げ部１１についても、同様にしてマスク枠１の側面に固定する。最後に、折り曲げ部１１の余分な周縁部を切り取って、印刷マスク部材を得る。この印刷マスク部材における印刷マスク１０のテンションは、例えば株式会社トープロ製のテンションゲージ（ＳＴＧ−８０Ｂ）による測定値で０．３５〜０．５５の間に調整されている。

このようにして得られた印刷マスク部材は、先に図３に示したように、折り曲げ部１１における外縁部２との接触箇所と、ビス４貫通箇所との間が、圧接部材たる板状部材３の圧接によって固定される。そして、折り曲げ部１１におけるビス４貫通箇所よりも外縁部２側がマスク枠１に圧接せしめられて、ビス４貫通箇所付近のテンションがより弱められる。そして、これにより、ビス４による印刷マスク１０に対するテンション方向の切り裂き力がより弱くなる。よって、板状部材３を用いないでビス４だけで印刷マスク１０を固定する場合に比べて、ビス４に引っ掛けることによる印刷マスクの亀裂を確実に抑えることができる。

なお、印刷マスク製造工程を実施してから固定工程を実施する例について説明したが、その順番を逆に行っても良い。具体的には、まず、印刷パターンが形成されていないマスク基材であるＰＥＴファイルムをマスク枠１に固定してから、そのＰＥＴフィルムに印刷パターンを形成して印刷マスク部材を得るのである。

マスク枠１としては、段差部が形成されたものを用いることが望ましい。また、板状部材３としては、この段差部に係合するものを用いることが望ましい。図１３は、段差部５が設けられたマスク枠１と、段差部５に係合する板状部材３との組み合わせの一例を示す断面図である。かかる構成においても、マスク枠１の段差部５に板状部材３を係合せしめることで、折り曲げ部１１におけるビス４貫通箇所よりも外縁部２側を、複数のエッジＥに引っ掛けることが可能になる。そして、ビス４による印刷マスク１０に対するテンション方向の切り裂き力を更に弱めることができる。

図１４は、マスク枠１の頂角部に接触しない形状の印刷マスク１０における他の例を示す平面図である。図示のような４隅にスリット状の切り込みを入れたものでも、印刷マスク１０と、マスク枠１の頂角とのに接触を回避することができる。

固定用のビスの頭部を被印刷体とマスク枠との間に介在させてしまう印刷マスク部材の一例を示す断面図。 印刷マスクの折り曲げ部の一例を示す断面図。 板状部材で同折り曲げ部をマスク枠に向けて圧接せしめるようにした印刷マスク部材の一例を示す断面図。 マスク枠の段差部に板状部材を係合させるようにした印刷マスク部材の一例を示す断面図。 矩形のマスク枠の頂角に接触しない形状の印刷マスクの一例を示す斜視図。 矩形のマスク枠の頂角に接触して皺を発生させた印刷マスクの一例を示す斜視図。 実施形態に係る印刷マスク部材製造方法に用いられるマスク枠を示す斜視図。 同印刷マスク部材製造方法の印刷マスク製造工程で製造された印刷マスクを示す平面図。 同印刷マスク部材製造方法の固定工程でテンショナーによってテンション張架される同印刷マスクを示す断面図。 同固定工程において同印刷マスクと同マスク枠との何れか一方が他方に押し当てられている状態を示す断面図。 同状態を示す平面図。 同固定工程で板状部材によって同マスク枠の側面に押し付けられる同印刷マスクの折り曲げ部を示す断面図。 同板状部材と同マスク枠との組み合わせの変形例を示す部分断面図。 同印刷マスクの変形例を示す斜視図。

符号の説明

１ マスク枠
２ 外縁部
３ 板状部材（圧接部材）
４ ビス（貫通部材）
６ 段差部
１０ 印刷マスク
１１ 折り曲げ部

Claims (4)

1. 少なくとも複数の貫通孔からなる印刷パターンをマスク基材に形成して印刷マスクを製造する印刷マスク製造工程と、該印刷マスク又はパターン形成前の該マスク基材をマスク枠に固定する固定工程とを実施して、該印刷マスクと該マスク枠とを有する印刷マスク部材を製造する印刷マスク部材製造方法であって、
   上記固定工程にて、上記マスク枠からはみ出る印刷マスク箇所である枠外箇所を該マスク枠の外縁部で折り曲げて折り曲げ部を形成し、該折り曲げ部に貫通せしめた貫通部材を該マスク枠に差し込んで、該折り曲げ部を該マスク枠に固定することを特徴とする印刷マスク部材製造方法。
2. 請求項１の印刷マスク部材製造方法であって、
   上記固定工程にて、上記折り曲げ部における上記外縁部に接触している接触箇所と上記貫通部材に貫通せしめられている貫通箇所との間を、圧接部材の圧接によって固定することを特徴とする
3. 請求項２の印刷マスク部材製造方法であって、
   上記マスク枠として、段差部が形成されたものを用いるとともに、上記圧接部材として、該段差部に係合するものを用いたことを特徴とする印刷マスク部材製造方法。
4. 請求項１、２又は３の印刷マスク部材製造方法であって、
   上記マスク枠として矩形のものを用いるとともに、上記印刷マスク又はマスク基材として、該マスク枠における頂角に接触しない形状のものを用いたことを特徴とする印刷マスク部材製造方法。

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