JP2007023160A - Coating agent and metal mask - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new coating agent for metal mask, preventing adhesion and clogging and imparting sufficiently improved leaving property and life, even when the metal mask has fine openings distributed in a high density. <P>SOLUTION: The coating agent for forming a thin film on the surface of a metal mask formed of a metallic material and having openings with a predetermined pattern comprises a fluorine-containing phosphonic acid compound containing fluorine in a molecule and is composed so that the phosphonic acid of the fluorine-containing phosphonic acid compound forms a salt with the metal atom of the metal mask. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、コーティング剤に関し、さらに詳しく述べると、印刷等でマスキング手段として使用される金属製マスク、すなわち、メタルマスクの表面に撥インキ性等を備えた薄膜を形成するのに有用なコーティング剤に関する。本発明はまた、かかるコーティング剤からなる薄膜を表面に備えたメタルマスクに関する。   The present invention relates to a coating agent, and more specifically, a metal mask used as a masking means in printing or the like, that is, a coating agent useful for forming a thin film having ink repellency on the surface of a metal mask. About. The present invention also relates to a metal mask having on its surface a thin film made of such a coating agent.

周知の通り、電子デバイスなどの製造において、例えばプリント基板の表面にクリームはんだなどの導電性材料を印刷して配線パターンや外部接続端子などを形成することは一般的に行われており、また、導電性材料を選択的に印刷するため、金属材料から形成されかつ所定のパターンで開口部を有するメタルマスクが広く使用されている。メタルマスクは、例えばステンレス鋼やニッケルなどの金属材料から形成されている。これらの金属材料の薄板から、所望のパターンをもった開口部を例えばエッチングで空ける方法や、予め開口部の形を形成したレジストパターン上に金属めっき等を施した後にレジストを除去して開口金属板を形成する方法(いわゆる電鋳法)などによって、所望とするメタルマスクを製造することができる。   As is well known, in the manufacture of electronic devices and the like, it is generally performed to form a wiring pattern, an external connection terminal, etc. by printing a conductive material such as cream solder on the surface of a printed circuit board, for example. In order to selectively print a conductive material, a metal mask formed of a metal material and having openings in a predetermined pattern is widely used. The metal mask is made of a metal material such as stainless steel or nickel. From these thin plates of metal material, for example, a method of opening an opening having a desired pattern by etching, or by performing metal plating on a resist pattern in which the shape of the opening has been formed in advance and removing the resist, the opening metal A desired metal mask can be manufactured by a method of forming a plate (so-called electroforming method) or the like.

ところで、通常ペーストの状態で使用される導電性材料をメタルマスクを介してプリント基板の表面に印刷する場合、メタルマスクの開口部の側壁にペーストが付着したり、開口部が閉塞されるといった現象により、所望のパターン通りに印刷されない等の問題が発生する。この種の問題は、近年半導体実装部品などが小型化し、実装密度が高密度化する傾向があり、それに伴って開口部が微細化し、高密度化しているので、発生の度合いが増加している。特にメタルマスクの開口部が微細であると、ペーストの抜け性が悪くなり、印刷そのものが困難となる。   By the way, when a conductive material that is normally used in a paste state is printed on the surface of a printed circuit board via a metal mask, the paste adheres to the sidewall of the opening of the metal mask or the opening is blocked. As a result, there arises a problem that printing is not performed according to a desired pattern. This kind of problem has been increasing in recent years because semiconductor mounting components have been downsized and the mounting density tends to increase, and the openings have become finer and higher in density accordingly. . In particular, if the opening of the metal mask is fine, the ability to remove the paste deteriorates and printing itself becomes difficult.

かかる問題を解決するため、例えば特許文献1は、所望のパターンの開口部を有する金属製のメタルマスク材の表面に、フッ素系のシランカップリング剤由来のフッ素を含む化学吸着単分子膜が形成されていることを特徴とするメタルマスクを提案している。また、特許文献2は、配線パターン用抜き穴を形成しスクリーン上に載せ導電性材料からなる印刷用ペーストを塗布して印刷する印刷用メタルマスクにおいて、前記メタルマスク表面全体にフッ素樹脂をコーティング処理したことを特徴とする印刷用メタルマスクを提案している。さらに、特許文献3は、金属基板上にドライフィルムを貼付して写真原板を密着して露光し、感光又は未感光部のいずれかを溶解除去した後、所定の工程により形成される印刷用メタルマスクにおいて、印刷対象物に密着される面を除くメタルマスクの他の部分に、ニッケル/PTFEめっきを施すことを特徴とする印刷用メタルマスクを提案している。さらにまた、特許文献4は、シリコーン変性フッ素系樹脂を金属層開口部内壁及び金属層基板側に塗布、硬化させ開口部内壁面被覆層及び基板面被覆層として硬化樹脂層を形成させたことを特徴とする印刷用メタルマスクを提案している。   In order to solve such a problem, for example, Patent Document 1 discloses that a chemisorption monomolecular film containing fluorine derived from a fluorine-based silane coupling agent is formed on the surface of a metal metal mask material having openings having a desired pattern. We have proposed a metal mask characterized by the fact that Patent Document 2 discloses a metal mask for printing in which a hole for wiring pattern is formed and applied on a screen by applying a printing paste made of a conductive material, and the entire surface of the metal mask is coated with a fluororesin. We have proposed a metal mask for printing that is characterized by the above. Further, Patent Document 3 discloses a printing metal formed by a predetermined process after a dry film is stuck on a metal substrate, a photographic original plate is adhered and exposed, and either a photosensitive or unexposed portion is dissolved and removed. In the mask, a metal mask for printing has been proposed in which nickel / PTFE plating is applied to other portions of the metal mask excluding the surface that is in close contact with the object to be printed. Furthermore, Patent Document 4 is characterized in that a silicone-modified fluorine-based resin is applied to the metal layer opening inner wall and the metal layer substrate side and cured to form a cured resin layer as the opening inner wall surface covering layer and the substrate surface covering layer. The metal mask for printing is proposed.

特開平5−220922号公報(特許請求の範囲)Japanese Patent Laid-Open No. 5-220922 (Claims) 特開平8−290686号公報(特許請求の範囲)JP-A-8-290686 (Claims) 特開平10−250032号公報(特許請求の範囲)Japanese Patent Laid-Open No. 10-250032 (Claims) 特開2002−192850号公報(特許請求の範囲)JP 2002-192850 A (Claims)

上記したように、従来の技術では、メタルマスクに対する印刷ペースト等の付着や閉塞などを防止して印刷性を改良するために、メタルマスクの表面にフッ素系シランカップリング剤を化学吸着させることや、フッ素樹脂をコーティング処理すること、ニッケル/PTFEめっきを施すこと、シリコーン変性フッ素系樹脂を被覆することなどの表面改質法が提案している。しかし、先にも説明したように、近年においては半導体実装部品などが小型化し、実装密度が高密度化しているので、これらの表面改質法では十分な効果を得ることができなくなっている。特に、これらの表面改質法では開口部における表面張力の低下に限界があり、印刷ペースト等の抜け性を十分に向上させることができない。また、従来の方法によって形成される表面改質膜は、メタルマスクに対する結合力に劣るので、メタルマスクの寿命が短いという欠点がある。さらに、上記した特許文献1〜3に記載の方法によって形成される表面改質膜は、数ミクロンの厚さがあり、開口部の形状を変化させてしまうという欠点もある。   As described above, in the conventional technology, in order to improve the printability by preventing the adhesion or clogging of the printing paste or the like to the metal mask, a fluorine-based silane coupling agent is chemically adsorbed on the surface of the metal mask. Surface modification methods such as coating a fluororesin, applying nickel / PTFE plating, and coating a silicone-modified fluororesin have been proposed. However, as described above, in recent years, semiconductor mounting components and the like have been downsized and the mounting density has been increased, so that these surface modification methods cannot provide sufficient effects. In particular, in these surface modification methods, there is a limit to the decrease in surface tension at the opening, and the ability to remove printing paste or the like cannot be sufficiently improved. Further, the surface modification film formed by the conventional method has a drawback that the metal mask has a short life because it has poor bonding strength to the metal mask. Furthermore, the surface modification film formed by the method described in Patent Documents 1 to 3 described above has a thickness of several microns and has a drawback that the shape of the opening is changed.

本発明の目的は、したがって、開口部が微細であり、高密度で分布されているメタルマスクであってもメタルマスクに対する印刷ペースト等の付着や閉塞を防止し、十分に向上された抜け性、寿命を付与することができるような、新規なメタルマスク用コーティング剤を提供することにある。   Accordingly, the object of the present invention is to prevent the adhesion and clogging of printing paste and the like to the metal mask even when the metal mask has a fine opening and is distributed at a high density. It is an object of the present invention to provide a novel metal mask coating agent that can provide a long life.

本発明の目的は、また、印刷ペースト等を予め定められたパターンで印刷する際にマスキング手段として使用するものであって、開口部が微細であり、高密度で分布されているときであっても印刷ペースト等の抜け性に優れ、しかも可使寿命が長いメタルマスクを提供することにある。   The object of the present invention is also used as a masking means when printing a printing paste or the like in a predetermined pattern, and when the openings are fine and distributed at high density. Is to provide a metal mask which has an excellent ability to remove printing paste and has a long usable life.

本発明のこれらの目的やその他の目的は、以下の詳細な説明から容易に理解することができるであろう。   These and other objects of the present invention will be readily understood from the following detailed description.

本発明者は、上記した目的を達成するために鋭意研究した結果、例えば上記したフッ素系のシランカップリング剤の場合のようにメタルマスクの金属原子に対して−Si−O−Metal−結合を介して化学吸着単分子膜を固定する手法を採用しないで、新たな結合形態である金属原子とホスホン酸とで塩を形成する形態が有効であるという知見を得、本発明を完成した。   As a result of diligent research to achieve the above-described object, the present inventor has made a -Si-O-Metal-bond to a metal atom of a metal mask as in the case of the above-described fluorine-based silane coupling agent, for example. Thus, the present invention has been completed by obtaining the knowledge that a new form of formation of a salt with a metal atom and phosphonic acid is effective without adopting a method for fixing a chemisorbed monomolecular film through the method.

本発明は、その1つの面において、金属材料から形成されかつ所定のパターンで開口部を有するメタルマスクの表面に薄膜を形成するために用いられるコーティング剤であって、分子中にフッ素を含有する含フッ素ホスホン酸化合物からなり、かつ該含フッ素ホスホン酸化合物のホスホン酸が前記メタルマスクの金属原子に結合し、塩を形成可能であることを特徴とするコーティング剤にある。   In one aspect, the present invention is a coating agent used for forming a thin film on the surface of a metal mask formed of a metal material and having openings in a predetermined pattern, and contains fluorine in the molecule. The coating agent is characterized by comprising a fluorine-containing phosphonic acid compound, and the phosphonic acid of the fluorine-containing phosphonic acid compound can be bonded to a metal atom of the metal mask to form a salt.

また、本発明は、そのもう1つの面において、金属材料から形成されかつ所定のパターンで開口部を有するメタルマスクであって、その開口部の表面(すなわち、側壁の表面)に少なくとも、本発明のコーティング剤から形成されたフッ素系ホスホン酸塩の薄膜を備えていることを特徴とするメタルマスクにある。   In another aspect of the present invention, there is provided a metal mask formed of a metal material and having an opening in a predetermined pattern, wherein at least the surface of the opening (that is, the surface of the side wall) The metal mask is characterized by comprising a fluorine-based phosphonate thin film formed from the coating agent.

本発明のメタルマスク用コーティング剤を使用すると、以下の詳細な説明から理解されるように、金属材料から形成されたメタルマスクにおいて、その開口部が微細であり、しかもそれぞれの開口部が高密度で形成されていたとしても、メタルマスクに対する印刷ペースト等の付着や閉塞を防止することができ、よって、十分に向上された抜け性を実現することができ、さらには、形成されるフッ素系ホスホン酸塩の薄膜がメタルマスクに対して強固に結合し、容易に磨耗したり剥離したりすることがないので、メタルマスクの可使寿命を従来品に比較した大幅に延長することができる。   When the metal mask coating agent of the present invention is used, as will be understood from the following detailed description, in a metal mask formed of a metal material, the openings are fine and each opening has a high density. Even if it is formed by, it is possible to prevent adhesion and clogging of printing paste etc. to the metal mask, and thus it is possible to realize a sufficiently improved detachability, and furthermore, the fluorine-based phosphon formed Since the acid thin film is firmly bonded to the metal mask and does not easily wear out or peel off, the usable life of the metal mask can be greatly extended compared to the conventional product.

また、したがって、本発明によれば、印刷ペースト等を予め定められたパターンで印刷する際にマスキング手段として使用するものであって、開口部が微細であり、高密度で分布されているときであっても印刷ペースト等の抜け性に優れ、しかも可使寿命が長いメタルマスクを提供することができる。   Therefore, according to the present invention, when printing paste or the like is printed as a predetermined pattern, it is used as a masking means, and the openings are fine and distributed at a high density. Even in such a case, it is possible to provide a metal mask that is excellent in the ability to remove printing paste and the like and has a long usable life.

本発明のメタルマスクは、電子デバイスなどの製造において、例えばプリント基板の表面にクリームはんだなどの導電性材料を印刷して配線パターンや外部接続端子などを形成する際に有利に使用することができるばかりでなく、例えば、スクリーン印刷などの印刷技術一般において、各種の印刷材料を印刷して印刷物を形成する場合や、フォトリソグラフィプロセスにおいてレジスト材料を所望のパターンで堆積する場合などにおいてもマスキング手段とした有利に使用することができる。   The metal mask of the present invention can be advantageously used in the production of electronic devices and the like, for example, when a conductive material such as cream solder is printed on the surface of a printed circuit board to form a wiring pattern, an external connection terminal, or the like. In addition, for example, in general printing technology such as screen printing, the masking means is used for printing various printing materials to form a printed matter, or for depositing a resist material in a desired pattern in a photolithography process. Can be used advantageously.

本発明によるメタルマスク用コーティング剤及びメタルマスクは、それぞれ、いろいろな形態で有利に実施することができる。以下、本発明のコーティング剤及びメタルマスクをそれぞれその好ましい形態について説明するけれども、本発明はこれらの形態に限定されるものではないことを理解されたい。   The metal mask coating agent and the metal mask according to the present invention can be advantageously implemented in various forms. Hereinafter, although the coating agent and metal mask of this invention are each demonstrated about the preferable form, it should be understood that this invention is not limited to these forms.

本発明によるコーティング剤は、特にメタルマスクのために設計されたものである。すなわち、本発明のコーティング剤は、金属材料から形成されかつ所定のパターンで開口部を有するメタルマスクの表面に薄膜を形成するために用いられる。ここで、メタルマスクは、その構成及び用途において特に限定されるものではなく、電子デバイスなどの製造や、印刷技術の分野、フォトリソグラフィプロセスの分野でマスキング手段として一般的に使用されているメタルマスクを包含し、よって、各種の金属材料から任意に作製することができる。適当な金属材料として、例えば、鉄、ステンレス鋼、ニッケル、クロムなどを挙げることができる。これらの金属材料は、必要ならば、合金の形で使用してもよい。メタルマスクは、通常、これらの金属材料からエッチング、電鋳法などの常用の技法を使用して製造することができる。   The coating agent according to the invention is specifically designed for metal masks. That is, the coating agent of the present invention is used to form a thin film on the surface of a metal mask formed of a metal material and having openings in a predetermined pattern. Here, the metal mask is not particularly limited in its configuration and application, and is generally used as a masking means in the manufacture of electronic devices, the field of printing technology, and the field of photolithography processes. Therefore, it can be arbitrarily produced from various metal materials. Examples of suitable metal materials include iron, stainless steel, nickel, and chromium. These metal materials may be used in the form of an alloy if necessary. A metal mask can usually be manufactured from these metal materials using conventional techniques such as etching and electroforming.

メタルマスクは、印刷ペースト等を下地の基板等に転写するため、所定のパターンで空けられた開口部を有する。開口部のパターンは、印刷ペースト等の転写パターンに応じて任意に形成することができる。ここで重要なことは、本発明のメタルマスクは、従来一般的な比較的に大きな寸法及び比較的に疎な分布密度を有する開口部を有していてもよいけれども、微細であり、かつ/または高分布密度を備えた開口部を有する場合において本発明の作用効果をいかんなく発揮できるということである。本発明のコーティング剤をメタルマスクの開口部に被覆した場合、微細で高密度の開口部に適用したとしても、コーティング剤が開口部の側壁に強固に結合することができるばかりでなく、コーティング剤そのものがフッ素系のシランカップリング剤などの従来の表面改質剤に比較して優れた作用効果を発現できるので、印刷ペースト等の抜け性を顕著に改善し、かつ可使寿命を大きく延長することができる。   The metal mask has openings opened in a predetermined pattern in order to transfer a printing paste or the like to an underlying substrate or the like. The pattern of the opening can be arbitrarily formed according to a transfer pattern such as a printing paste. What is important here is that the metal mask of the present invention may have openings having a relatively large size and a relatively sparse distribution density, which are conventionally common, but is fine and / or Or when it has an opening part with high distribution density, it means that the effect of this invention can be exhibited. When the coating agent of the present invention is coated on the opening of the metal mask, the coating agent can be firmly bonded to the side wall of the opening even when applied to a fine and high-density opening. As such, it can exhibit superior effects compared to conventional surface modifiers such as fluorine-based silane coupling agents, thus significantly improving the ability to remove printing pastes and greatly extending the useful life. be able to.

本発明の実施において、使用される印刷ペースト等は特に限定されるものではなく、本発明のメタルマスクで印刷に使用することのできる任意の印刷材料を包含する。適当な印刷ペースト等は、例えば、クリームはんだ等のはんだペースト、スクリーン印刷等に使用される印刷インクのペースト、レジストプロセス等に使用されるレジストのペーストなどを包含する。これらのペーストは、特に数値的に限定することはできないけれども、開口部を通過するのに十分な粘度を備えていることが好ましい。   In the practice of the present invention, the printing paste used is not particularly limited, and includes any printing material that can be used for printing with the metal mask of the present invention. Suitable printing pastes include, for example, solder pastes such as cream solder, printing ink pastes used for screen printing, resist resists used for resist processes, and the like. These pastes are not particularly limited numerically, but preferably have sufficient viscosity to pass through the openings.

本発明のコーティング剤は、分子中にフッ素を含有する含フッ素ホスホン酸化合物からなる。また、この含フッ素ホスホン酸化合物は、本発明のコーティング剤を表面改質剤としてメタルマスクの所定の部位に適用した場合、そのホスホン酸がメタルマスクの金属原子に結合し、塩を形成可能である。この含フッ素ホスホン酸化合物の塩で覆われた表面は、非常に低い表面エネルギーを有するので、優れた撥ペースト性、離型性を示すことができる。   The coating agent of the present invention comprises a fluorine-containing phosphonic acid compound containing fluorine in the molecule. In addition, this fluorine-containing phosphonic acid compound can form a salt by bonding the phosphonic acid to a metal atom of the metal mask when the coating agent of the present invention is applied to a predetermined part of the metal mask as a surface modifier. is there. Since the surface covered with the salt of the fluorinated phosphonic acid compound has a very low surface energy, it can exhibit excellent paste repellency and releasability.

本発明の実施において、各種の含フッ素ホスホン酸化合物をコーティング剤として使用することができる。含フッ素ホスホン酸化合物の分子量は、通常、約400〜5000であり、好ましくは、約1000〜3000である。適当な含フッ素ホスホン酸化合物は、ペルフルオロポリエーテルホスホン酸、例えば、次式により表される化合物(I),(II)及び(III):   In the practice of the present invention, various fluorine-containing phosphonic acid compounds can be used as a coating agent. The molecular weight of the fluorine-containing phosphonic acid compound is usually about 400 to 5000, and preferably about 1000 to 3000. Suitable fluorine-containing phosphonic acid compounds include perfluoropolyether phosphonic acids, such as compounds (I), (II) and (III) represented by the following formula:

Figure 2007023160
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(上式において、nは、約3〜30の整数であり、好ましくは約3〜15の整数であり、さらに好ましくは約3〜10の整数である)からなる群から選ばれた少なくとも1種類の化合物である。このような含フッ素ホスホン酸化合物は、いろいろな方法で合成することができる。 (In the above formula, n is an integer of about 3 to 30, preferably an integer of about 3 to 15, more preferably an integer of about 3 to 10). It is a compound of this. Such a fluorine-containing phosphonic acid compound can be synthesized by various methods.

また、別の好ましい含フッ素ホスホン酸化合物は、アミド結合を有する化合物、例えば、次式により表される化合物(IV)及び(V):   Another preferred fluorine-containing phosphonic acid compound is a compound having an amide bond, for example, compounds (IV) and (V) represented by the following formula:

Figure 2007023160
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(上式において、
は、1価もしくは2価のペルフルオロポリエーテル基であり、
yは、1又は2であり、
Xは、同一もしくは異なっていてもよく、それぞれ、水素、シクロアルキル基、アルカリ金属、アンモニウム、アルキル基もしくはシクロアルキル基で置換されたアンモニウム、又は正帯電窒素原子を有する5員ないし7員の複素環式基を表し、通常は水素であり、
は、水素又はアルキル基を表し、そして
は、アルキレン基、アリーレン基、ヘテロアルキレン基及びその組み合わせからなる群から選ばれる2価の基を表す)からなる群から選ばれた少なくとも1種類の化合物である。これらの化合物の分子量は、通常、約400〜5000であり、好ましくは、約1000〜3000である。
(In the above formula,
R f is a monovalent or divalent perfluoropolyether group,
y is 1 or 2,
X may be the same or different and each represents hydrogen, a cycloalkyl group, an alkali metal, ammonium, an ammonium substituted with an alkyl group or a cycloalkyl group, or a 5- to 7-membered complex having a positively charged nitrogen atom. Represents a cyclic group, usually hydrogen,
R 1 represents hydrogen or an alkyl group, and R 2 represents a divalent group selected from the group consisting of an alkylene group, an arylene group, a heteroalkylene group, and a combination thereof, and at least one selected from the group consisting of It is a kind of compound. The molecular weight of these compounds is usually about 400 to 5000, preferably about 1000 to 3000.

さらに具体的に示すと、上式(IV)によって表される含フッ素ホスホン酸化合物は、例えば、次式により表される化合物である。   More specifically, the fluorine-containing phosphonic acid compound represented by the above formula (IV) is, for example, a compound represented by the following formula.

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上式において、nは、0〜50、1〜50、3〜30、3〜15又は3〜10の平均値である。なお、かかる化合物の誘導体は、酸であることを必要とする。また、このような含フッ素ホスホン酸化合物は、いろいろな方法で合成することができる。   In the above formula, n is an average value of 0 to 50, 1 to 50, 3 to 30, 3 to 15, or 3 to 10. It should be noted that derivatives of such compounds need to be acids. Such a fluorine-containing phosphonic acid compound can be synthesized by various methods.

上記したような含フッ素ホスホン酸化合物をコーティング剤としてメタルマスクに適用する場合、その含フッ素ホスホン酸化合物の種類、使用量、特性などを考慮していろいろな方法で適用することができる。一般的には、これらの含フッ素ホスホン酸化合物を溶液の形でメタルマスクに塗布して乾燥し、反応させる方法などを使用することができ、可能ならば、含フッ素ホスホン酸化合物を蒸着などで所望のパターンに堆積する方法などを使用してもよい。溶液の形で塗布する場合、含フッ素ホスホン酸化合物を例えばハイドロフルオロエーテル、ペルフルオロポリエーテルなどの溶媒に溶解もしくは希釈して使用することができる。もちろん、必要ならば、塗布法に代えてスプレー法、浸漬法などを使用してもよい。   When the above-described fluorine-containing phosphonic acid compound is applied to a metal mask as a coating agent, it can be applied by various methods in consideration of the type, amount of use, characteristics and the like of the fluorine-containing phosphonic acid compound. In general, a method in which these fluorine-containing phosphonic acid compounds are applied to a metal mask in the form of a solution, dried, and reacted can be used. A method of depositing in a desired pattern may be used. When applied in the form of a solution, the fluorine-containing phosphonic acid compound can be used by dissolving or diluting in a solvent such as hydrofluoroether or perfluoropolyether. Of course, if necessary, a spray method, a dipping method or the like may be used instead of the coating method.

上記した含フッ素ホスホン酸化合物からメタルマスク上に形成されるコーティング、すなわち、フッ素系ホスホン酸塩の薄膜は、メタルマスクの開口部に後段の工程で充填される各種のペースト、例えばはんだペースト、印刷インキペースト、樹脂ペーストなどをはじく撥ペースト性を有している。   The coating formed on the metal mask from the above-mentioned fluorine-containing phosphonic acid compound, that is, the fluorine-based phosphonate thin film is a variety of pastes that are filled in the metal mask openings in the subsequent steps, such as solder paste, printing It has repellent properties that repel ink pastes and resin pastes.

また、フッ素系ホスホン酸塩の薄膜は、いろいろな膜厚を有することができる。本発明によれば、フッ素系ホスホン酸塩の薄膜を非常に薄く成膜することができ、また、そのような薄膜でも本発明の作用効果に悪影響がでることはない。   In addition, the fluorine-based phosphonate thin film can have various film thicknesses. According to the present invention, a thin film of a fluorinated phosphonate can be formed very thin, and such a thin film does not adversely affect the function and effect of the present invention.

本発明は、上記したようなメタルマスク用コーティング剤の他に、そのコーティング剤を使用したメタルマスクにある。すなわち、本発明のメタルマスクは、金属材料から形成されかつ所定のパターンで開口部を有するメタルマスクであり、少なくともそのメタルマスクの開口部の表面に本発明のコーティング剤から形成されたフッ素系ホスホン酸塩の薄膜を備えていることを特徴とする。   The present invention resides in a metal mask using the coating agent in addition to the above-described coating agent for the metal mask. That is, the metal mask of the present invention is a metal mask formed of a metal material and having openings in a predetermined pattern, and at least the fluorine-based phosphones formed of the coating agent of the present invention on the surface of the openings of the metal mask. A thin film of acid salt is provided.

本発明のメタルマスクは、いろいろな形態で有利に実施することができる。図1は、本発明のメタルマスクの好ましい1形態を示した断面図である。メタルマスク10は、基材1と、その任意の位置に所望のパターンで形成された開口部2とからなる。開口部2は、図示の例では垂直な内壁を有しているけれども、ペーストの抜け性や作業性を向上させるため、必要ならば傾斜させたり、面取りしてもよい。メタルマスク10は、例えばステンレス鋼やニッケルなどから、常用の技法であるエッチング、レーザードリリング、電鋳法などによって形成することができる。例えばステンレス鋼からメタルマスクを作製する場合には、まず、所望の厚さを有するステンレス板を用意した後、その表裏両面にドライフィルムレジストを貼付する。次いで、ドライフィルムレジストのうち、メタルマスクの開口部に相当する領域を選択的に溶解除去する。その後、ドライフィルムレジストをマスキング手段として使用して、露出したステンレス板を適当なエッチャントで溶解除去する。最後にドライフィルムレジストを除去すると、図1に示すような、開口部2を備えたメタルマスク10が得られる。   The metal mask of the present invention can be advantageously implemented in various forms. FIG. 1 is a sectional view showing a preferred embodiment of the metal mask of the present invention. The metal mask 10 includes a base material 1 and openings 2 formed in a desired pattern at an arbitrary position thereof. Although the opening 2 has a vertical inner wall in the illustrated example, the opening 2 may be inclined or chamfered if necessary in order to improve the removal property and workability of the paste. The metal mask 10 can be formed from, for example, stainless steel, nickel, or the like by commonly used techniques such as etching, laser drilling, or electroforming. For example, when producing a metal mask from stainless steel, first, a stainless steel plate having a desired thickness is prepared, and then a dry film resist is applied to both the front and back surfaces. Next, in the dry film resist, the region corresponding to the opening of the metal mask is selectively dissolved and removed. Thereafter, the exposed stainless steel plate is dissolved and removed with an appropriate etchant using a dry film resist as a masking means. Finally, when the dry film resist is removed, a metal mask 10 having an opening 2 as shown in FIG. 1 is obtained.

ここで形状および寸法について説明すると、メタルマスク10は、任意の形状で使用することができるけれども、通常、矩形である。また、メタルマスク10の厚さは、そのメタルマスクの素材や使途などのファクタに応じて広い範囲で変更することができるけれども、通常、約500μm以下であり、一般的には約200〜300μmの範囲である。同様に、メタルマスク10の開口部2も、そのメタルマスクの使途、すなわち、形成される配線パターン、印刷パターンなどのプロファイルなどのファクタに応じて任意の形状で形成することができる。また、かかる開口部2は、それが微細であっても、本発明の作用効果に悪影響がでることがない。例えばメタルマスク10の開口部2が微細に形成されておりその最小寸法が数μmのオーダーであったとしても、本発明の作用効果に悪影響がでないであろう。   Here, the shape and dimensions will be described. Although the metal mask 10 can be used in an arbitrary shape, it is generally rectangular. Moreover, although the thickness of the metal mask 10 can be changed in a wide range depending on factors such as the material and usage of the metal mask, it is usually about 500 μm or less, and generally about 200 to 300 μm. It is a range. Similarly, the opening 2 of the metal mask 10 can also be formed in an arbitrary shape according to the use of the metal mask, that is, factors such as the profile of the wiring pattern to be formed, the printing pattern, and the like. Moreover, even if this opening part 2 is fine, it does not exert a bad influence on the effect of this invention. For example, even if the opening 2 of the metal mask 10 is finely formed and the minimum dimension thereof is on the order of several μm, the effect of the present invention will not be adversely affected.

本発明のメタルマスク10は、少なくともそのメタルマスクの開口部2の表面に本発明のコーティング剤から形成されたフッ素系ホスホン酸塩の薄膜3を備えている。フッ素系ホスホン酸塩の薄膜3は、図示されるように、開口部2の内周(側壁)とその近傍に配置されることが好ましい。また、フッ素系ホスホン酸塩の薄膜は、開口部2の内周に加えて、メタルマスク10の裏面4にも形成されていることが好ましい。さらに、必要ならば、メタルマスク10の表面5にもフッ素系ホスホン酸塩の薄膜が形成されていてもよい。   The metal mask 10 of the present invention includes a fluorine-based phosphonate thin film 3 formed from the coating agent of the present invention at least on the surface of the opening 2 of the metal mask. As shown in the figure, the fluorine-based phosphonate thin film 3 is preferably disposed on the inner periphery (side wall) of the opening 2 and in the vicinity thereof. In addition to the inner periphery of the opening 2, the fluorine-based phosphonate thin film is preferably formed on the back surface 4 of the metal mask 10. Further, if necessary, a fluorine-based phosphonate thin film may be formed on the surface 5 of the metal mask 10.

フッ素系ホスホン酸塩の薄膜は、上記したように、分子中にフッ素を含有する含フッ素ホスホン酸化合物からなるコーティング剤から形成することができる。使用し得る含フッ素ホスホン酸化合物の詳細は、前記した通りである。また、フッ素系ホスホン酸塩の薄膜の形成方法は、使用する含フッ素ホスホン酸化合物の性質などに応じて任意に変更することができるけれども、先に簡単に説明したように、含フッ素ホスホン酸化合物を溶液の形でメタルマスクに塗布して乾燥し、反応させる方法などを使用することができる。   As described above, the fluorine-based phosphonate thin film can be formed from a coating agent comprising a fluorine-containing phosphonic acid compound containing fluorine in the molecule. Details of the fluorine-containing phosphonic acid compound that can be used are as described above. In addition, the method for forming the fluorine-based phosphonate thin film can be arbitrarily changed depending on the properties of the fluorine-containing phosphonic acid compound used, but as described briefly above, the fluorine-containing phosphonic acid compound The method of apply | coating to a metal mask in the form of a solution, drying, and making it react can be used.

フッ素系ホスホン酸塩の薄膜の形成方法は、さらに具体的に説明すると、選ばれた含フッ素ホスホン酸化合物を適当な溶媒、例えばハイドロフルオロエーテル、ポリフルオロポリエーテルなどで希釈して、塗布に適当な粘度を有するペーストあるいは必要に応じて溶液を得る。次いで、得られたペースト又は溶液を、すでに開口部が形成されているメタルマスクに常法に従ってコーティングする。コーティング法としては、例えば、スプレーコーティング、スピンコーティング、ディップコーティングなどを挙げることができる。コーティングの完了後、風乾によって溶媒を除去し、さらに続けてオーブン中でベーキングする。ベーキングの温度は、通常、約100〜150℃で30分間程度である。このベーキングによって、メタルマスクに対するコーティングの結合強度を高めることができる。   More specifically, the method of forming the fluorine-based phosphonate thin film is suitable for coating by diluting the selected fluorine-containing phosphonic acid compound with an appropriate solvent such as hydrofluoroether or polyfluoropolyether. A paste having a proper viscosity or a solution as required is obtained. Next, the obtained paste or solution is coated on a metal mask in which openings are already formed according to a conventional method. Examples of the coating method include spray coating, spin coating, dip coating, and the like. After coating is complete, the solvent is removed by air drying followed by baking in an oven. The baking temperature is usually about 100 to 150 ° C. for about 30 minutes. By this baking, the bond strength of the coating to the metal mask can be increased.

本発明のメタルマスク10において、その開口部2の内壁面に形成されるフッ素系ホスホン酸塩の薄膜3は、いろいろな膜厚を有することができる。好ましくは、本発明のフッ素系ホスホン酸塩の薄膜3は、約100nmもしくはそれ以下の膜厚を有することができ、さらに好ましくは、約5nmもしくはそれ以下の膜厚を有することができ、最も好ましくは、約3nmもしくはそれ以下の膜厚を有することができる。本発明者が発見したところによれば、フッ素系ホスホン酸塩の薄膜は、従来の方法では考えられなかった程に非常に薄く成膜することができ、また、そのような薄膜でも本発明の作用効果に悪影響がでることはない。したがって、本発明の実施に特に好適なフッ素系ホスホン酸塩の膜厚は、約1〜100nmの範囲であり、とりわけ好適な膜厚は、約1〜5nmの範囲である。   In the metal mask 10 of the present invention, the fluorine-based phosphonate thin film 3 formed on the inner wall surface of the opening 2 can have various film thicknesses. Preferably, the fluorinated phosphonate thin film 3 of the present invention can have a thickness of about 100 nm or less, more preferably about 5 nm or less, and most preferably Can have a film thickness of about 3 nm or less. As a result of the discovery of the present inventors, a thin film of a fluorinated phosphonate can be formed as very thin as could not be considered by conventional methods. There is no adverse effect on the operational effects. Therefore, the film thickness of the fluorine-based phosphonate particularly suitable for the practice of the present invention is in the range of about 1 to 100 nm, and the film thickness particularly suitable is in the range of about 1 to 5 nm.

本発明によるメタルマスクは、いろいろな用途において有利に使用することができる。例えば、電子デバイスなどの製造において、クリームはんだなどのはんだパターンを例えばプリント配線板などの基板上に形成するために本発明のメタルマスクを使用することができる。また、スクリーン印刷などで印刷パターンを基板上に形成するためにも本発明のメタルマスクを使用することができる。さらに、樹脂パターンを基板上に形成するために本発明のメタルマスクを使用することができる。例えば、フォトリソグラフィプロセスなどでレジストパターンを形成するために本発明のメタルマスクを使用することができる。   The metal mask according to the present invention can be advantageously used in various applications. For example, in the manufacture of electronic devices and the like, the metal mask of the present invention can be used to form a solder pattern such as cream solder on a substrate such as a printed wiring board. The metal mask of the present invention can also be used for forming a print pattern on a substrate by screen printing or the like. Furthermore, the metal mask of the present invention can be used to form a resin pattern on a substrate. For example, the metal mask of the present invention can be used to form a resist pattern by a photolithography process or the like.

図2は、本発明のメタルマスクを使用してプリント基板にはんだペーストを印刷する方法を順を追って示した断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view sequentially illustrating a method of printing a solder paste on a printed board using the metal mask of the present invention.

まず、図2(A)に示すように、プリント基板11に本発明のメタルマスク10を載置する。メタルマスク10は、プリント基板11のランド部(図示せず)に対応する位置に、所望の印刷パターンにあわせて開口部2を有しており、また、開口部2は、その内壁面に本発明のコーティング剤に由来するフッ素系ホスホン酸塩の薄膜3を有している。薄膜3は、メタルマスク10の基材に強固に結合しているばかりでなく、後段の工程で開口部に充填されるクリームはんだのペーストをはじく性質を有している。   First, as shown in FIG. 2A, the metal mask 10 of the present invention is placed on the printed circuit board 11. The metal mask 10 has an opening 2 at a position corresponding to a land portion (not shown) of the printed circuit board 11 according to a desired print pattern, and the opening 2 is formed on the inner wall surface of the metal mask 10. It has a thin film 3 of fluorinated phosphonate derived from the coating agent of the invention. The thin film 3 is not only firmly bonded to the base material of the metal mask 10 but also has a property of repelling a paste of cream solder that fills the opening in a subsequent process.

次いで、図2(B)に示すように、クリームはんだのペースト12を用意し、開口部2に充填する。図示の例では、この充填作業を補助するため、スキージ13が使用されている。なお、本発明の実施において、各種のクリームはんだを使用することができる。はんだ組成の一例を示すと、例えばSn−Pb、Sn−Ag、Sn−Cu、Sn−Ag−Cuなどを挙げることができる。   Next, as shown in FIG. 2B, a cream solder paste 12 is prepared and filled in the opening 2. In the illustrated example, a squeegee 13 is used to assist this filling operation. Various cream solders can be used in the practice of the present invention. Examples of the solder composition include Sn—Pb, Sn—Ag, Sn—Cu, and Sn—Ag—Cu.

クリームはんだ12の充填が完了した後、メタルマスク10をプリント基板11から取り外す。図2(C)に示すように、プリント基板11のランド部上にはんだパターン12が形成される。はんだパターン12は、開口部2の形状がそのまま再現された状態である。特に本発明の場合、メタルマスク10の薄膜3が離型性に優れているので、クリームはんだの一部がメタルマスク10に付着したまま、分離されることがない。このように印刷不良が生じることがないので、クリームはんだのリフロー後にはんだ付けの不良も発生することがない。   After the filling of the cream solder 12 is completed, the metal mask 10 is removed from the printed board 11. As shown in FIG. 2C, a solder pattern 12 is formed on the land portion of the printed board 11. The solder pattern 12 is in a state where the shape of the opening 2 is reproduced as it is. Particularly in the case of the present invention, since the thin film 3 of the metal mask 10 is excellent in releasability, part of the cream solder is not separated while being attached to the metal mask 10. Thus, no printing failure occurs, so that no soldering failure occurs after reflow of cream solder.

引き続いて、本発明をその実施例を参照して説明する。なお、本発明は、これらの実施例によって限定されるものでないことは言うまでもない。   Subsequently, the present invention will be described with reference to examples thereof. Needless to say, the present invention is not limited to these examples.

実施例1
本例では、次式により表される含フッ素ホスホン酸を調製した。
Example 1
In this example, a fluorine-containing phosphonic acid represented by the following formula was prepared.

Figure 2007023160
Figure 2007023160

オーバーヘッドスタラー及び水凝縮器を備えた250mlの丸底フラスコを用意し、10g(0.041モル)のジエチル(4−アミノベンジル)ホスホネート、4.15g(0.041モル)のトリエチルアミン及び100mlのメチルt−ブチルエーテルを窒素下に合した。この混合物に、41.8g(0.041モル)のC〔CF(CF)CFО〕nCF(CF)CОF(Mw=1017)を約1.5時間にわたって滴下した。周囲温度で16時間にわたって攪拌した後、得られた溶液を追加のメチルt−ブチルエーテルで希釈し、約5%の水性重炭酸ナトリウムで洗浄し、その後、2N塩酸で一回洗浄した。硫酸マグネシウム上で乾燥した後、回転蒸発器で溶媒を除去した。 A 250 ml round bottom flask equipped with an overhead stirrer and a water condenser is prepared and 10 g (0.041 mol) diethyl (4-aminobenzyl) phosphonate, 4.15 g (0.041 mol) triethylamine and 100 ml Methyl t-butyl ether was combined under nitrogen. To this mixture, 41.8 g (0.041 mol) of C 3 F 7 [CF (CF 3 ) CF 2 O] nCF (CF 3 ) COF (Mw = 1017) was added dropwise over about 1.5 hours. After stirring at ambient temperature for 16 hours, the resulting solution was diluted with additional methyl t-butyl ether, washed with about 5% aqueous sodium bicarbonate and then once with 2N hydrochloric acid. After drying over magnesium sulfate, the solvent was removed on a rotary evaporator.

得られた生成物をジエチルエーテルに溶解し、さらに17.6g(0.115モル)のブロモトリメチルシランを一回で添加した。溶液を周囲温度で24時間にわたって攪拌し、さらに追加量(10g)のシランを添加した。数時間後、無水メタノールを添加して未反応のシラン及びシリルエーテルを分解させた。得られた溶液から溶媒を除去した後、上記と同様な方法で残渣を無水メタノールで2回処理した。回転蒸発器で減量させた後、最終のメタノール溶液を水に注加し、固体の生成物を濾取し、風乾した。目的とする含フッ素ホスホン酸が得られたことを分析により確認した。   The product obtained was dissolved in diethyl ether and an additional 17.6 g (0.115 mol) of bromotrimethylsilane was added in one portion. The solution was stirred at ambient temperature for 24 hours and an additional amount (10 g) of silane was added. After several hours, anhydrous methanol was added to decompose unreacted silane and silyl ether. After removing the solvent from the resulting solution, the residue was treated twice with anhydrous methanol in the same manner as described above. After reducing the volume with a rotary evaporator, the final methanol solution was poured into water and the solid product was collected by filtration and air dried. It was confirmed by analysis that the desired fluorine-containing phosphonic acid was obtained.

実施例2
本例では、前記実施例1で調製した含フッ素ホスホン酸をコーティング剤として使用して本発明例のメタルマスクを作製した。また、コーティング剤を使用しない比較例のメタルマスク及び次式により表される市販のフッ素系シランカップリング剤:
Example 2
In this example, the metal mask of the example of the present invention was produced using the fluorine-containing phosphonic acid prepared in Example 1 as a coating agent. Moreover, the commercially available fluorine-type silane coupling agent represented by the metal mask of the comparative example which does not use a coating agent, and following Formula:

Figure 2007023160
Figure 2007023160

を使用した対照例のメタルマスクをあわせて作製した。 A metal mask of a control example using was prepared together.

メタルマスク(比較例)の作製:
厚さ300μmのステンレス鋼フィルムに複数の矩形開口部(0.2mm×0.4mm)をエッチングによって開口し、比較例のメタルマスクを作製した。
Fabrication of metal mask (comparative example):
A plurality of rectangular openings (0.2 mm × 0.4 mm) were opened by etching in a 300 μm-thick stainless steel film to produce a metal mask of a comparative example.

メタルマスク(本発明例)の作製:
厚さ300μmのステンレス鋼フィルムに複数の矩形開口部(0.2mm×0.4mm)をエッチングによって開口した後、得られたメタルマスクの開口部に前記実施例1で調製した含フッ素ホスホン酸を次のようにしてコーティングした。含フッ素ホスホン酸をイソプロピルアルコールに5重量%まで希釈し、振とうにより固体を溶解した。得られた溶液を濾過した後、メチルペルフルオロブチルエーテルで希釈して0.1重量%のコーティング溶液を得た。清浄後のメタルマスクをコーティング溶液に20時間にわたって浸漬し、風乾した。
Production of metal mask (example of the present invention):
After opening a plurality of rectangular openings (0.2 mm × 0.4 mm) in a 300 μm-thick stainless steel film by etching, the fluorine-containing phosphonic acid prepared in Example 1 was added to the openings of the obtained metal mask. Coating was performed as follows. The fluorine-containing phosphonic acid was diluted to 5% by weight in isopropyl alcohol, and the solid was dissolved by shaking. The resulting solution was filtered and diluted with methyl perfluorobutyl ether to obtain a 0.1 wt% coating solution. The cleaned metal mask was immersed in the coating solution for 20 hours and air-dried.

メタルマスク(対照例)の作製:
厚さ300μmのステンレス鋼フィルムに複数の矩形開口部(0.2mm×0.4mm)をエッチングによって開口した後、得られたメタルマスクを上記のフッ素系シランカップリング剤のハイドロフルオロエーテル溶液に20時間にわたって浸漬し、風乾した。
Production of metal mask (control example):
After opening a plurality of rectangular openings (0.2 mm × 0.4 mm) in a 300 μm-thick stainless steel film by etching, the obtained metal mask was placed in a hydrofluoroether solution of the above-mentioned fluorine-based silane coupling agent. Immerse over time and air dry.

〔はんだペーストの抜け性の評価〕
市販のプリント配線板に上記のようにして作製したメタルマスクを重ね合わせた後、それぞれのメタルマスクの上からプリント配線板にクリームはんだ(ペースト)を印刷した。本例で使用したクリームはんだは、217〜220℃の溶融温度を有するSn−Ag−Cu合金はんだ(品番「M705」、千住金属工業製)であった。スキージを使用してメタルマスクの開口部にクリームはんだを完全に充填した後、メタルマスクを取り除いてはんだ印刷物を形成した。
[Evaluation of solder paste removal]
After the metal mask produced as described above was superimposed on a commercially available printed wiring board, cream solder (paste) was printed on the printed wiring board from above each metal mask. The cream solder used in this example was Sn—Ag—Cu alloy solder (product number “M705”, manufactured by Senju Metal Industry Co., Ltd.) having a melting temperature of 217 to 220 ° C. After the cream solder was completely filled in the opening of the metal mask using a squeegee, the metal mask was removed to form a solder print.

それぞれのプリント配線板上に形成されたはんだ印刷物の転写はんだパターンをレーザー顕微鏡で観察した。メタルマスク(比較例)を使用した場合には、本来は矩形であるはずのパターンが周囲の角がとれた楕円形の転写はんだパターンになり、はんだの一部がメタルマスクに付着したまま脱離したことを示した。また、はんだ自体も粒子の粗さが目立ち、ペーストの抜け性が悪いことが判明した。   The transferred solder pattern of the solder printed matter formed on each printed wiring board was observed with a laser microscope. When a metal mask (comparative example) is used, the pattern that should have been a rectangular shape becomes an elliptical transfer solder pattern with rounded corners, and part of the solder remains detached from the metal mask. It showed that. It was also found that the solder itself had a noticeable graininess and poor paste removal.

これに対して、メタルマスク(対照例)を使用した場合には、メタルマスクの矩形の開口部が良好に再現された転写はんだパターンが得られた。はんだ粒子自体にも問題はなく、ペーストの抜け性が良好であり、印刷特性にも優れていることが判明した。さらに、メタルマスク(本発明例)を使用した場合にも、対照例に比較可能な結果が得られた。すなわち、メタルマスクの矩形の開口部が良好に再現された転写はんだパターンが得られた。はんだ粒子自体にも問題はなく、ペーストの抜け性が良好であり、印刷特性にも優れていることが判明した。   On the other hand, when a metal mask (control example) was used, a transfer solder pattern in which the rectangular opening of the metal mask was well reproduced was obtained. It has been found that there is no problem with the solder particles themselves, the paste can be easily removed, and the printing characteristics are excellent. Furthermore, when a metal mask (invention example) was used, results comparable to the control example were obtained. That is, a transfer solder pattern in which the rectangular opening of the metal mask was well reproduced was obtained. It has been found that there is no problem with the solder particles themselves, the paste can be easily removed, and the printing characteristics are excellent.

実施例3
本例では、前記実施例2に記載した手法にしたがってメタルマスク(対照例)及びメタルマスク(本発明例)を作製した。なお、本例では、メタルマスクの基材として、厚さ300μmのステンレス鋼フィルムに加えて、同じ厚さの鉄フィルム、ニッケルフィルム及びクロムフィルムを使用した。
Example 3
In this example, a metal mask (control example) and a metal mask (invention example) were prepared according to the technique described in Example 2. In addition, in this example, in addition to the 300-micrometer-thick stainless steel film, the same thickness iron film, nickel film, and chromium film were used as a base material of a metal mask.

それぞれのメタルマスクの耐久性を評価するため、(1)メタルマスクのコーティングの表面をアセトンを含ませたワイピングペーパーで拭き取った後の水接触角、及び(2)メタルマスクのコーティングの表面に油性ペンで書き込んだ描線の拭き取り易さ(ワイピングペーパーによる)を下記のような手法で測定した。なお、本例でアセトンを使用した理由は、はんだペーストは一般に、はんだの微粒子をフラックスのような粘ちょうな有機化合物に分散させて調製されているので、メタルマスクの洗浄にはアセトンなどのような有機溶剤を用いることが多く、本例ではこれを模擬したからである。   In order to evaluate the durability of each metal mask, (1) the water contact angle after wiping the surface of the metal mask coating with wiping paper containing acetone, and (2) the surface of the metal mask coating is oily The ease of wiping the drawn lines written with a pen (using wiping paper) was measured by the following method. The reason for using acetone in this example is that the solder paste is generally prepared by dispersing solder fine particles in a viscous organic compound such as flux. This is because a simple organic solvent is often used, and this is simulated in this example.

(1)表面の純水接触角の測定
それぞれのメタルマスクのコーティング面の純水接触角を協和科学社製の接触角計、コンタクタングルメーター(CA−A型)を使用して、次のような手順で測定した。
1.アセトン含浸ワイピングペーパーの5往復による拭き取り(5往復の回数:なし、1回、2回、又は3回)。
2.純水を入れた注射器の取り付け。
3.液滴法による接触角の測定。
本例では、各メタルマスクについて3回の測定を行い、それらの平均値を求めた。下記の第1表及び第2表に記載の測定結果が得られた。
(1) Measurement of pure water contact angle on the surface Using the contact angle meter and contact tangle meter (CA-A type) manufactured by Kyowa Kagaku Co., Ltd. as the pure water contact angle of the coating surface of each metal mask, Measured by simple procedure.
1. Wipe the acetone-impregnated wiping paper with 5 reciprocations (5 reciprocations: none, 1, 2, or 3).
2. Installation of a syringe containing pure water.
3. Contact angle measurement by the droplet method.
In this example, each metal mask was measured three times, and the average value was obtained. The measurement results described in Tables 1 and 2 below were obtained.

(2)描線の拭き取り易さの測定
1.油性マーカー(商品名「マッキー」、ゼブラ社製)を使用した黒色描画の書き込み。
2.アセトン含浸ワイピングペーパーの5往復による拭き取り(5往復の回数:なし、1回、2回、又は3回)。
3.ワイピングペーパーによる拭き取り面の目視による観察。
各メタルマスクの拭き取り面において黒色描画の有無を目視により観察した。本例では、黒色描画がきれいに拭き取られているものを「良好」、黒色描画の拭き取り跡が残っているものを「可」、黒色描画が拭き取れないものを「不可」と評価した。下記の第1表及び第2表に記載の評価結果が得られた。
(2) Measurement of ease of wiping drawn lines Writing black drawing using oil-based markers (trade name “Mackey”, manufactured by Zebra).
2. Wipe the acetone-impregnated wiping paper with 5 reciprocations (5 reciprocations: none, 1, 2, or 3).
3. Visual observation of the wiping surface with wiping paper.
The presence or absence of black drawing was visually observed on the wiping surface of each metal mask. In this example, the case where the black drawing was wiped off was evaluated as “good”, the case where the black drawing wiping trace remained was “good”, and the case where the black drawing was not wiped was evaluated as “impossible”. The evaluation results described in Tables 1 and 2 below were obtained.

Figure 2007023160
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Figure 2007023160
Figure 2007023160

上記第1表及び第2表に記載の測定結果から理解できるように、本発明の含フッ素ホスホン酸は、アセトンを用いた拭き取り清掃に対する耐久性を向上させるばかりでなく、メタルマスクを構成する広範囲の基材に対して、マーカー汚れを拭き取る能力、すなわち、はんだペーストなどをより簡単に清掃除去する能力を付与することができる。   As can be understood from the measurement results shown in Table 1 and Table 2, the fluorine-containing phosphonic acid of the present invention not only improves the durability against wiping cleaning with acetone, but also forms a wide range of metal masks. The ability to wipe off the marker dirt, that is, the ability to more easily remove the solder paste or the like can be imparted to the substrate.

本発明によるメタルマスクの好ましい1形態を示した断面図である。It is sectional drawing which showed one preferable form of the metal mask by this invention. 本発明のメタルマスクを使用してプリント基板にはんだペーストを印刷する方法を順を追って示した断面図である。It is sectional drawing which showed the method of printing a solder paste on a printed circuit board using the metal mask of this invention later on.

符号の説明Explanation of symbols

1 基材
2 開口部
3 フッ素系ホスホン酸塩の薄膜
4 フッ素系ホスホン酸塩の薄膜
5 フッ素系ホスホン酸塩の薄膜
10 メタルマスク
11 プリント配線板
12 はんだペースト
13 スキージ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Opening 3 Fluorine phosphonate thin film 4 Fluorine phosphonate thin film 5 Fluorine phosphonate thin film 10 Metal mask 11 Printed wiring board 12 Solder paste 13 Squeegee

Claims (9)

金属材料から形成されかつ所定のパターンで開口部を有するメタルマスクの表面に薄膜を形成するために用いられるコーティング剤であって、分子中にフッ素を含有する含フッ素ホスホン酸化合物からなり、かつ該含フッ素ホスホン酸化合物のホスホン酸が前記メタルマスクの金属原子と塩を形成することを特徴とするコーティング剤。   A coating agent used for forming a thin film on the surface of a metal mask formed of a metal material and having openings in a predetermined pattern, comprising a fluorine-containing phosphonic acid compound containing fluorine in the molecule, and A coating agent, wherein a phosphonic acid of a fluorine-containing phosphonic acid compound forms a salt with a metal atom of the metal mask. 前記含フッ素ホスホン酸化合物が、次式により表される化合物(I),(II)及び(III):
Figure 2007023160
Figure 2007023160
Figure 2007023160
(上式において、nは、3〜30の整数である)からなる群から選ばれた少なくとも1種類の化合物であることを特徴とする請求項1に記載のコーティング剤。
The fluorine-containing phosphonic acid compound is represented by the following formulas (I), (II) and (III):
Figure 2007023160
Figure 2007023160
Figure 2007023160
The coating agent according to claim 1, wherein the coating agent is at least one compound selected from the group consisting of (wherein n is an integer of 3 to 30).
前記含フッ素ホスホン酸化合物が、次式により表される化合物(IV)及び(V):
Figure 2007023160
Figure 2007023160
(上式において、
は、1価もしくは2価のペルフルオロポリエーテル基であり、
yは、1又は2であり、
Xは、同一もしくは異なっていてもよく、それぞれ、水素、シクロアルキル基、アルカリ金属、アンモニウム、アルキル基もしくはシクロアルキル基で置換されたアンモニウム、又は正帯電窒素原子を有する5員ないし7員の複素環式基を表し、
は、水素又はアルキル基を表し、そして
は、アルキレン基、アリーレン基、ヘテロアルキレン基及びその組み合わせからなる群から選ばれる2価の基を表す)からなる群から選ばれた少なくとも1種類の化合物であることを特徴とする請求項1に記載のコーティング剤。
The fluorine-containing phosphonic acid compounds are represented by the following formulas (IV) and (V):
Figure 2007023160
Figure 2007023160
(In the above formula,
R f is a monovalent or divalent perfluoropolyether group,
y is 1 or 2,
X may be the same or different and each represents hydrogen, a cycloalkyl group, an alkali metal, ammonium, an ammonium substituted with an alkyl group or a cycloalkyl group, or a 5- to 7-membered complex having a positively charged nitrogen atom. Represents a cyclic group,
R 1 represents hydrogen or an alkyl group, and R 2 represents a divalent group selected from the group consisting of an alkylene group, an arylene group, a heteroalkylene group, and a combination thereof, and at least one selected from the group consisting of The coating agent according to claim 1, wherein the coating agent is a kind of compound.
金属材料から形成されかつ所定のパターンで開口部を有するメタルマスクであって、その開口部の表面に少なくとも、請求項1〜3のいずれか1項に記載のコーティング剤から形成されたフッ素系ホスホン酸塩の薄膜を備えていることを特徴とするメタルマスク。   A metal mask formed of a metal material and having openings in a predetermined pattern, wherein the fluorine mask is formed at least on the surface of the openings from the coating agent according to claim 1. A metal mask characterized by comprising a thin film of acid salt. 前記フッ素系ホスホン酸塩の薄膜が、1〜100nmの膜厚を有していることを特徴とする請求項4に記載のメタルマスク。   The metal mask according to claim 4, wherein the fluorine-based phosphonate thin film has a thickness of 1 to 100 nm. 前記フッ素系ホスホン酸塩の薄膜が、1〜5nmの膜厚を有していることを特徴とする請求項4又は5に記載のメタルマスク。   6. The metal mask according to claim 4, wherein the fluorine-based phosphonate thin film has a thickness of 1 to 5 nm. はんだパターンを基板上に形成するために使用されることを特徴とする請求項4〜6いずれか1項に記載のメタルマスク。   The metal mask according to any one of claims 4 to 6, wherein the metal mask is used for forming a solder pattern on a substrate. 印刷パターンを基板上に形成するために使用されることを特徴とする請求項4〜6いずれか1項に記載のメタルマスク。   The metal mask according to any one of claims 4 to 6, wherein the metal mask is used to form a printed pattern on a substrate. 樹脂パターンを基板上に形成するために使用されることを特徴とする請求項4〜6いずれか1項に記載のメタルマスク。   The metal mask according to any one of claims 4 to 6, which is used for forming a resin pattern on a substrate.
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