JP2007062225A - コンビネーションスクリーン版及びコンビネーションメタルマスク版 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来のコンビネーションメタルマスク版、コンビネーションスクリーン版のように印刷用メタルマスクの外周部に張った支持体スクリーンが化繊の場合、厚みの薄い印刷用メタルマスクが支持体スクリーンの化繊の張力に負けて印刷用メタルマスクが支持体スクリーン側に伸びてしまい、印刷版としての精度が落ちてしまうという問題が生じている。
【解決手段】 コンビネーションスクリーン版において、印刷用スクリーン１にはステンレススチール繊維を編組したスクリーンメッシュの編組部表面にメッキ被膜を被覆したリジダイズドスクリーン版を使用し、支持体スクリーン２には印刷用スクリーン１よりも粗く且つ線径が太いスクリーンメッシュの編組部表面にメッキを被覆したリジダイズドスクリーンを使用したコンビネーションスクリーン版。
【選択図】図１

Description

本発明は、半導体集積回路製造時におけるソルダーバンプ形成印刷プロセスや、フラットパネルディスプレイ製造時における蛍光体印刷プロセスといったエレクトロニクス関連の精密パターン形成の分野で利用されるコンビネーションスクリーン版及びコンビネーションメタルマスク版に関するものである。

従来の技術としては、版の大きさに対応した大きさの金網の周囲四方に弾力性のある繊維よりなる布帛、又は弾力性シートを接合し、該布帛又はシートを介して前記金網をスクリーン枠に張付けたことを特徴とするスクリーン印刷用版（例えば、特許文献１参照）や、合成樹脂、ゴム、天然繊維、金属等の弾力性のある布、網若しくはフィルム状の膜を支持体として支持枠に張架し、その一部分にエッチングされたメタルマスクを重ね合わせてメタルマスクの周辺を膜に接着し、その重なり合った膜を除去したスクリーン印刷用版（例えば、特許文献２参照）や、４角形枠体に伸縮性の大きい物質の外周部を固定し、前記物質より伸縮性の小さいスクリーンメッシュを内側に配設し、前記スクリーンメッシュ外周部を前記物質に接着剤で固定した後、前記物質の中央部を切除し、前記スクリーンメッシュの印刷パターンを形成する部分に極薄のメッキを施し、その外周部にはメッキ被覆を施さないようにしたことを特徴とする複数の伸び緩衝部材を有するコンビネーションスクリーン版（例えば、特許文献３）が存在している。
実公昭５１−９２９７号公報（実用新案登録請求の範囲の欄、及び図３、図４を参照） 実公昭５５−１８９４号公報（実用新案登録請求の範囲の欄、及び図１、図２を参照） 特開２０００−１７７０９９号公報（特許請求の範囲の欄、及び図１を参照）

前記特許文献１〜３を参照すれば明らかのように、コンビネーション式のスクリーン印刷用版及びコンビネーションメタルマスク式のスクリーン印刷用版は、印刷時の印圧による印刷用スクリーンやメタルマスクへの抵抗を支持体スクリーンにて吸収させるため、支持体スクリーンには印刷用スクリーンや印刷用メタルマスクよりも弾力性のある化繊紗等のスクリーンが使用されている。
一方で、小型化が進む半導体集積回路関連や、より高精細化が進むフラットパネルディスプレイ関連では、高精細且つ高寸法精度で薄く印刷するという要求が高まっており、その要求に対応するために、コンビネーションスクリーン版における印刷用スクリーンに使用するスクリーンメッシュには線径が細く且つ高メッシュ数で厚みが薄いスクリーンメッシュが使用されるようになってきた。また、コンビネーションメタルマスク版においては、従来では板厚が１５０μｍｔや１００μｍｔであった印刷用メタルマスクが５０μｍｔや２０μｍｔへと、より高精細化、高密度化に対応するべく板厚が薄くなる傾向にある。そのため、従来のように支持体スクリーンに弾力性のある化繊紗等のスクリーンを使用して高張力でコンビネーション化した場合、印刷用スクリーンやメタルマスクが支持体スクリーンの張力に負けて伸びてしまうため、コンビネーション後の初期寸法変化が大きくなり、印刷時には大きな歪みが発生し、結果的に印刷精度が悪くなってしまうという問題が生じていた。

上記課題を解決するための本発明の第１発明は、請求項１に記載された通りのコンビネーションスクリーン版であり、次のようなものである。
枠に紗張りした支持体スクリーンに印刷用スクリーンを接合したコンビネーションスクリーン版において、印刷用スクリーンをステンレススチール繊維を編組したスクリーンメッシュの編組部表面にメッキ被膜を被覆したリジダイズドスクリーンとし、支持体スクリーンは前記印刷用スクリーンと同一のメッシュ数か或いは粗いメッシュ数とし、且つ前記印刷用スクリーンのステンレススチール繊維の径の太さより太いステンレススチール繊維を編組したスクリーンメッシュの編組部表面にメッキ被膜を被覆したリジダイズドスクリーンとする構成である。

上記課題を解決するための本発明の第２発明は、請求項２に記載された通りのコンビネーションメタルマスク版であり、次のようなものである。
枠に紗張りした支持体スクリーンに印刷用メタルマスクを接合したコンビネーションメタルマスク版において、支持体スクリーンをステンレススチール繊維を編組したスクリーンメッシュの編組部表面にメッキ被膜を被覆したリジダイズドスクリーンとする構成である。

本発明に係るコンビネーションスクリーン版及びコンビネーションメタルマスク版は、上記説明のような構成を有するので、以下に記載する効果を奏する。
（１）支持体スクリーンに従来技術である化繊等のスクリーンメッシュよりも低伸度のリジダイズドスクリーンを使用するため、コンビネーション後の初期寸法以降の寸法変化が少ないコンビネーションスクリーン版及びコンビネーションメタルマスク版を提供することができる。
（２）コンビネーションスクリーン版の場合は、支持体スクリーン及び印刷用スクリーンにステンレススクリーンの表面にメッキ被膜を被覆したリジダイズドスクリーンを使用することにより、高精度な印刷パターンを得られる上に、支持体スクリーンに印刷用スクリーンに使用するステンレススクリーンよりも粗いメッシュで且つ線径の太いメッシュを採用することで、同一のスクリーンを使用するよりもコストを下げられる。
（３）コンビネーション化したときに、支持体スクリーンとして使用したリジダイズドスクリーンに発生する不要部分、即ち印刷用スクリーンと重複するために不要として除去する部分は、別の版の印刷用スクリーンとして、あるいは小型版の支持体スクリーンとして再利用することができる。

コンビネーションスクリーン版において、印刷用スクリーン部にはステンレススチール繊維を編組したスクリーンメッシュの編組部表面にメッキ被膜を被覆したリジダイズドスクリーンを使用し、支持体スクリーンには印刷用スクリーンよりも粗く、且つ線径が太いスクリーンメッシュの編組部表面にメッキを被覆したリジダイズドスクリーンを使用したコンビネーションスクリーン版。また、コンビネーションメタルマスク版において、印刷用メタルマスク部を支持する支持体スクリーンをステンレススチール繊維で編組し、さらに編組部表面にメッキを被覆したコンビネーションメタルマスク版。

以下、図面を用いて本発明の一実施例に関して説明する。
図１は、本発明のコンビネーションスクリーン版の一実施例を示す平面図、図２は、本発明のコンビネーションメタルマスク版の一実施例を示す平面図である。
本発明は、印刷用スクリーン１と支持体スクリーン２にそれぞれが異なる種類のステンレススチール繊維を編組し、さらに編組部表面にメッキを被覆したことによって、高精度な印刷を施すことができるコンビネーションスクリーン版を提供するものである。
具体的には、印刷用スクリーン１は、高メッシュ数で且つ線径の細いリジダイズドスクリーンで構成され、支持体スクリーン２は、印刷用スクリーン１よりも低メッシュ数で且つ線径の太いリジダイズドスクリーンで構成される。
なお、印刷用スクリーン１を高メッシュ数で且つ線径を細く構成するのは、被印刷物の微細化に伴ってより細かい印刷パターンが必要になり、ペーストといった印刷物が通過する部分のメッシュのオープニング率を大きくするためであり、支持体スクリーン２を低メッシュ数で且つ線径を太くするのは、印刷用スクリーン１と支持体スクリーン２を同一のメッシュ数及び同一の線径の高価な細かいメッシュを採用するより、印刷用スクリーン１より支持体スクリーン２を粗い目のスクリーンメッシュにすることでコストも下げられ、さらに支持体スクリーン２にメッキを被覆させた際に、支持体スクリーン２はパターン印刷には直接関係しないため、オープニング率を小さくし、高強度且つ低伸度とすることで印刷用スクリーン１をより確実に支えて初期寸法精度を安定させ、印刷を行う過程での印刷用スクリーン１の印刷精度ズレを最小限に抑えるためである。
なお、支持体スクリーン２にメッキを被覆させて紗をコーティングしてリジダイズドスクリーン化してしまうため、コンビネーション後のテンションが多少下がるという問題があるが、これも最低限に抑えられ、影響はないものである。

ここで、実験値に基づいて、本発明の第一の実施例を詳細に説明する。
先ず、実験で使用する従来のコンビネーションスクリーン版の一例としては、１５００ｍｍ×１８００ｍｍの大きさの４角形枠体に、支持体スクリーンを５５μｍの線径で２２５メッシュで織り込まれた化繊紗とし、印刷用スクリーンを９００ｍｍ×１４００ｍｍの大きさで、２０μｍの線径で２９０メッシュで織り込まれたステンレススクリーンメッシュの表面にメッキを厚み３μｍに被覆したリジダイズドスクリーンとしてバイアス角度２２．５°でコンビネーションスクリーン化し、更に印刷用スクリーンに感光乳剤を１０μｍ厚で塗布してパターンを形成した。
これとの比較で本発明の一実施例のコンビネーションスクリーン版としては、１５００ｍｍ×１８００ｍｍの大きさの４角形枠体３に、支持体スクリーン２を３５μｍの線径で２５０メッシュで織り込まれたステンレススクリーンメッシュ表面にメッキを厚み５μｍに被覆したリジダイズドスクリーンとし、印刷用スクリーン１を９００ｍｍ×１４００ｍｍの大きさで２０μｍの線径で２９０メッシュで織り込まれたステンレススクリーンメッシュ表面にメッキを厚み３μｍに被覆したリジダイズドスクリーンとしてバイアス角度２２．５°でコンビネーションスクリーン化し、さらに印刷用スクリーン１に感光乳剤を１０μｍ厚で塗布してパターンを形成したコンビネーションスクリーン版を使用して、初期寸法精度比較実験を行った。

実験にはパターン長手方向３箇所（Ｌ１〜Ｌ３）、パターン短手方向５箇所（Ｈ１〜Ｈ５）の寸法測定を実施し、設計値に対しての差をトータルピッチとして求め、そのトータルピッチを従来技術のコンビネーションスクリーン版と本発明のコンビネーションスクリーン版とで比較した。なお、初期寸法精度のトータルピッチが±１０μｍ超となると、印刷精度が悪化するため印刷には不適とされている。

上述のパターン長手方向３箇所（Ｌ１〜Ｌ３）、パターン短手方向５箇所（Ｈ１〜Ｈ５）のトータルピッチを測定したところ、従来のコンビネーションスクリーン版では、下記の表１のような実験結果が得られた。
この表１でも明らかのように、短手方向のトータルピッチは全て１０μｍ以内に収まっているものの、長手方向のトータルピッチは３点中２点が−１４μｍ、−１９μｍと、許容範囲内である±１０μｍを大幅に超えてしまい、平均値も−１４μｍとなってしまった。よって、このコンビネーションスクリーン版は印刷精度の悪化が予想され、印刷には不適な版といえる。

一方、上述のパターン長手方向３箇所（Ｌ１〜Ｌ３）、パターン短手方向５箇所（Ｈ１〜Ｈ５）のトータルピッチを測定したところ、本発明の一実施例であるコンビネーションスクリーン版では、下記の表２のような実験結果が得られた。
この表２でも明らかなように、短手方向のトータルピッチは全て１０μｍ以内に収まっている。また、長手方向のトータルピッチも１０μｍ以下に収まっており、平均値も６μｍとなり、初期寸法精度が非常に良好であることがわかる。よって、本発明のスクリーン版を使用すれば、従来技術のコンビネーションスクリーン版よりも寸法精度が良好な印刷結果が得ることができるといえる。

ここで、実験値に基づいて、本発明の第二の実施例を詳細に説明する。
先ず、実験で使用する従来のコンビネーションメタルマスク版の一例としては、７５０ｍｍ×７５０ｍｍの大きさの４角形枠体に、支持体スクリーンを４５μｍの線径で２３０メッシュで織り込まれた化繊紗とし、印刷メタルマスクを５６０ｍｍ×５６０ｍｍの大きさで、２０μｍｔの板厚としてコンビネーションメタルマスク版化した。
これとの比較で本発明の第二の実施例のコンビネーションメタルマスク版としては、７５０ｍｍ×７５０ｍｍの大きさの４角形枠体３に、支持体スクリーン２を４５μｍの線径で１６５メッシュで織り込まれたステンレススクリーンメッシュ表面にメッキを厚み５μｍに被覆したリジダイズドスクリーンとし、印刷用メタルマスク４を５６０ｍｍ×５６０ｍｍの大きさで、２０μｍｔの板厚としてコンビネーションメタルマスク版化して、メタルマスクの初期寸法精度経時変化比較実験を行った。
実験には印刷用メタルマスク部において、印刷用メタルマスク４の縦方向１箇所、横方向１箇所の計２箇所について２週間毎に計８週間測定を行い、設計値に対する伸び量の経時的変化の比較を行った。

その結果、従来のコンビネーションメタルマスク版では、下記の表３のような実験結果が得られた。
この表３でも明らかなように、メタルマスクの初期寸法は時間が経過するに従い、徐々に伸びていき８週間後にはそれぞれ＋１６μｍ、＋１９μｍの伸びとなった。

一方、本発明の第二の実施例であるコンビネーションメタルマスク版では、下記の表４のような実験結果が得られた。
この表４でも明らかなように、メタルマスクの初期寸法の伸びは方向によって伸び量が異なるものの、８週間経過しても＋４μｍと＋１０μｍと、状来技術のコンビネーションメタルマスク版と比較して、非常に伸び量が小さいことがわかる。
よって、本発明のコンビネーションメタルマスク版を使用すれば、従来技術のコンビネーションメタルマスク版よりも寸法精度が良好な印刷結果が得ることができるといえる。

以上のように、支持体スクリーン２にリジダイズドスクリーンを使用すれば初期寸法精度の良いコンビネーションスクリーン印刷版及びコンビネーションメタルマスク版を得ることができる。
なお、本発明の第１の実施例における支持体スクリーン２と印刷用スクリーン１の組み合わせは一実施例に過ぎないものであり、初期寸法精度の向上が図れるように支持体スクリーン２及び印刷用スクリーン１に使用するスクリーンメッシュとスクリーンメッシュに被覆するメッキの厚みを調整して支持体スクリーン２及び印刷用スクリーン１をバランスよく組み合わせられるのならば、請求項１の範囲内においてどのようなスクリーンメッシュ及びメッキの厚みを選択しても構わないことは言うまでもない。
同様に、本発明の第２の実施例における支持体スクリーン２と印刷用メタルマスク４の組み合わせは一実施例に過ぎないものであり、初期寸法精度の向上が図れるように支持体スクリーン２に使用するスクリーンメッシュとスクリーンメッシュに被覆するメッキの厚みを調整して支持体スクリーン２と印刷用メタルマスク４をバランスよく組み合わせられるのならば、支持体スクリーン２はどのようなスクリーンメッシュ及びメッキの厚みを選択しても構わないことは言うまでもない。
また、支持体スクリーン２における表面のメッキ被覆範囲は支持体スクリーン２全面を被覆しても良いし、支持体スクリーン２の一部でも良い。要は、初期寸法精度安定の効果が得られれば、メッキの被覆範囲は問わないものである。

エレクトロニクス関連の精密パターン形成プロセスの分野でも利用されるスクリーン印刷版に使用するコンビネーションサスペンドメタルマスク版でも利用することができる。

本発明のコンビネーションスクリーン版の一実施例を示す平面図である。 本発明のコンビネーションメタルマスク版の一実施例を示す平面図である。

符号の説明

１・・・・印刷用スクリーン ２・・・・支持体スクリーン
３・・・・４角形枠体 ４・・・・印刷用メタルマスク

Claims (2)

1. 枠に紗張りした支持体スクリーンに印刷用スクリーンを接合したコンビネーションスクリーン版において、印刷用スクリーンをステンレススチール繊維を編組したスクリーンメッシュの編組部表面にメッキ被膜を被覆したリジダイズドスクリーンとし、支持体スクリーンは前記印刷用スクリーンと同一のメッシュ数か或いは粗いメッシュ数とし、且つ前記印刷用スクリーンのステンレススチール繊維の径の太さより太いステンレススチール繊維を編組したスクリーンメッシュの編組部表面にメッキ被膜を被覆したリジダイズドスクリーンとすることを特徴とするコンビネーションスクリーン版。
2. 枠に紗張りした支持体スクリーンに印刷用メタルマスクを接合したコンビネーションメタルマスク版において、支持体スクリーンをステンレススチール繊維を編組したスクリーンメッシュの編組部表面にメッキ被膜を被覆したリジダイズドスクリーンとすることを特徴とするコンビネーションメタルマスク版。

Images