JP2008213404A

JP2008213404A - マスク及びマスクの製造方法

Info

Publication number: JP2008213404A
Application number: JP2007057184A
Authority: JP
Inventors: Masaichi Aizawa; 政一相沢
Original assignee: Bon Mark Co Ltd
Current assignee: Bon Mark Co Ltd
Priority date: 2007-03-07
Filing date: 2007-03-07
Publication date: 2008-09-18

Abstract

【課題】ワーク６上に形成されたレジスト５の高さよりも低いＣｕパッド部７に、ブリッジ等を発生することなく、精度の高い印刷を行うことを目的とする。また、従来の裏面に凸部を持つメタルマスクよりも安価に精度の高いマスクを製造することを目的とする。
【解決手段】マスク１は少なくとも片面の表面に、開口の周囲が先端に行くに従って細くなる先細凸形状に形成された凸部４を備える。塩化アンモンを添加しためっき液を使用してめっきする、または、所定の段階までマスク１を第１の電流密度でめっきにより形成した後に、第１の電流密度より高い第２の電流密度でめっきすることにより、マスク１を成長させることにより凸部４を形成することでマスク１を製造する。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、スクリーン印刷用マスク及びその製造方法に関するものである。

従来、基材上に印刷パターン形状のレジストを形成し、レジストが形成された領域を除いて金属層をめっきにより形成し、レジストと基材とを剥離することでスクリーン印刷用マスクを製造している。通常、製造したマスクをワークの上に乗せ、マスクの上にペースト等を乗せ、マスクの上をスキージが摺動して印刷を行う。つまり、スキージが摺動することによりマスクに形成された印刷パターン開口を通してペースト等をワークに付着させることで印刷を行う。

また、ワークの上に厚みの異なる導電性厚膜を形成して、裏面（ワーク側）に凸部を持つメタルマスクによってペースト等を印刷する技術がある（特許文献１）。この技術によれば、厚膜の薄い部分には厚く、厚膜の厚い部分には薄くペースト等が印刷される。つまり、導電性厚膜の厚膜の厚さを制御することにより電子部品ごとに最適量のペースト等を供給できる。
特開平６−１９６８５０号公報

ワーク上に形成されたレジストの高さよりも低いＣｕパッド部（導電性厚膜）に、従来の裏面に凸部を有さないマスクにより印刷を行った場合、ブリッジが発生する等により歩留まりが低下する。
また、ワーク上に形成されたレジストの高さよりも低いＣｕパッド部に、従来の裏面に凸部を持つメタルマスクによって印刷を行った場合、凸部の先端が平面であるため液切れがよくないという課題がある。
さらに、従来の裏面に凸部を持つメタルマスクの製造方法では、安価に精度の高いメタルマスクの製造ができないという課題がある。
本発明は、例えば、ワーク上に形成されたレジストの高さよりも低いＣｕパッド部に、ブリッジ等を発生することなく、液切れのよい印刷を行うことを目的とする。また、従来の裏面に凸部を持つメタルマスクよりも安価に精度の高いマスクを製造することを目的とする。

本発明に係るマスクは、例えば、
印刷パターン形状の開口を有するマスクにおいて、
少なくとも片面の表面に、上記開口の周囲が先端に行くに従って細くなる先細凸形状に形成された凸部
を備えることを特徴とする。

上記マスクは、めっきにより形成された
ことを特徴とする。

本発明に係るマスクの製造方法は、例えば、基材に印刷パターン形状のレジストを形成するステップと、
塩化塩を添加しためっき液を使用してめっきすることにより、上記第１のレジストが形成された領域を除いて上記基材にマスク層を形成するステップと、
上記レジストを除去するステップと、
上記マスク層から上記基材を剥離するステップと
を備えることを特徴とする。

上記マスク層を形成するステップでは、塩化塩を０．５〜３ｇ／ｌ（リットル）添加しためっき液を使用してめっきする
ことを特徴とする。

また、本発明に係るマスクの製造方法は、例えば、基材に印刷パターン形状のレジストを形成するステップと、
第１の電流密度でめっきすることにより、上記第１のレジストが形成された領域を除いて上記基材にマスク層を形成するステップと、
上記マスク層を形成するステップの後に、上記第１の電流密度より高い第２の電流密度でめっきすることにより、上記マスク層を成長させるステップと、
上記レジストを除去するステップと、
上記マスク層から上記基材を剥離するステップと
を備えることを特徴とする。

上記マスク層を成長させるステップでは、上記第１の電流密度の２倍以上の電流密度でめっきする
ことを特徴とする。

上記マスク層を形成するステップでは、最終的に生成するマスクの板厚の２〜２０％薄い板厚となるまでマスク層を形成し、
上記マスク層を成長させるステップでは、上記最終的に生成するマスクの板厚までマスク層を成長させる
ことを特徴とする。

本発明に係るマスクによれば、開口の周囲が先端に行くに従って細くなる先細凸形状に形成された凸部を備えるため、ワーク上に形成されたレジストの高さよりも低いＣｕパッド部に、ブリッジ等を発生することなく、精度の高い印刷を行うことが可能である。
また、本発明に係るマスクの製造方法によれば、塩化塩を添加しためっき液を使用してめっきすることにより、先細凸形状に形成された凸部を備えるマスクを製造することができる。さらに、本発明に係るマスクの製造方法によれば、めっき途中に電流密度を高めることにより、先細凸形状に形成された凸部を備えるマスクを製造することができる。これらの方法により先細凸形状に形成された凸部を備えるマスクを製造することで、安価に精度の高い凸部を備えるマスクを製造することができる。

実施の形態１．
実施の形態１では、先細凸形状に形成された凸部を備えるマスクとその製造方法について説明する。

まず、先細凸形状に形成された凸部を備えるマスクについて説明する。
図１は、マスク１を印刷面側から見た図である。図２は、図１に示すＡ−Ａ’断面図である。印刷面とは、印刷時にワーク側になる面である。一方、印刷面の裏側をスキージ面と呼ぶ。つまり、スキージ面とは、印刷時にスキージが摺動する面である。印刷面とスキージ面とをマスクの表面と呼ぶ。
マスク１は、印刷パターン開口２，３を有する。また、マスク１は、印刷パターン開口２，３の周囲に凸部４を備える。図１において凸部４を便宜的に斜線により示す。凸部４は、図１に示すように印刷パターン開口の周囲を囲むように存在する。また、凸部４は、図２に示すように先端に行くに従って細くなる先細凸形状である。ここで、凸部４を備える面が印刷面側であり、その逆がスキージ面側である。
つまり、マスク１は少なくとも片面の上記開口の周囲が先端に行くに従って細くなる先細凸形状に形成された凸部を備える。すなわち、マスク１の開口周囲の形状は、ろうと状、火口状である。

図３は、先細凸形状の凸部４を備えるマスク１を用いて、ワーク６上に形成されたレジスト５の高さよりも低いＣｕパッド部７に印刷を行う状態を示す。凸部４の先端をＣｕパッド部７に当接して印刷する。Ｃｕパッド部７よりも高さの高いレジスト５の上にマスク１が乗せられていても、マスク１において凸部４は凸形状であるため、凸部４の先端をＣｕパッド部７に当接することができる。凸部４の先端をＣｕパッド部７に当接して印刷を行うことができ、Ｃｕパッド部７とマスク１との間に空間が作られない。そのため、ブリッジが発生することはない。また、凸部４は先細凸形状であるため、先端が平面を形成する場合に比べ、印刷後にＣｕパッド部７からはがす際、液切れがよい。特に、凸部４は先細凸形状であることは、ペースト等の粘度が高い場合に有効である。

次に、先細凸形状に形成された凸部を備えるマスク１の製造方法について説明する。
図４から図９は、先細凸形状に形成された凸部を備えるマスク１の製造方法を説明する図である。図４から図９に基づき、２通りの製造方法について説明する。

まず、１つ目の製造方法について説明する。
初めに、図４に示すように、基材１０上にレジスト１１を塗布（ラミネート）する。基材１０の材質は例えばＳＵＳ（ステンレス鋼，ＳｔａｉｎｌｅｓｓＵｓｅｄＳｔｅｅｌ）、鉄板、アルミニウム等の導電性基材を用いることができる。または、基材１０は、導電性皮膜が形成された非導電性基材でもよく、例えば、ガラスまたはフィルム等にＮｉ，Ｃｒ、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）膜等の導電性物質を蒸着した基材でもよい。
次に、図５に示すようにレジスト１１の上に印刷パターンに対応する露光部分１２−１を有するパターンフィルム１２を重ねて露光する。つまり、パターンフィルム１２の露光部分１２−１が露光される。このように、フィルムを用いて印刷パターンをレジスト１１に露光する方法に限られず、紫外線レーザー等を用いて印刷パターンをレジスト１１に直接描画しても構わない。そして、パターンフィルム１２を取り外し、現像する。すると、図６に示すように、基材１０上の印刷パターンに対応する開口となる位置にレジスト１１が残る。
次に、図７に示すように、レジスト１１が形成された領域を除いて、基材１０にマスク層１３をニッケル等のめっきにより形成する。つまり、レジスト１１は印刷パターン形状に形成されているため、レジスト１１以外の部分に形成されたマスク層１３は印刷パターン形状の開口を有することになる。ここで、マスク層１３を形成する場合に、第１の電流密度でめっきを行う。
次に、図８に示すように、さらにめっきを行うことにより、マスク層１３をさらに成長させる。ここで、マスク層１３を成長させる場合に、上記第１の電流密度より高い第２の電流密度でめっきを行う。ここで、第２の電流密度は、第１の電流密度の２倍以上であるとよい。また、第１の電流密度で最終的に生成するマスクの板厚の２〜２０％薄い板厚となるまでマスク層を形成し、第２の電流密度で最終的に生成するマスクの板厚までマスク層を成長させるとよい。特に、第１の電流密度で最終的に生成するマスクの板厚の５μｍ薄い板厚となるまでマスク層を形成し、第２の電流密度で最終的に生成するマスクの板厚までマスク層を成長させるとよい。
そして、レジスト１１を除去し、基材１０を剥離すると先細凸形状に形成された凸部４を備えるマスク１を得ることができる。

図７、図８に示す１つ目の製造方法におけるマスク層１３を形成及び成長させるためのめっき条件の一例は以下のようになる。
（１）スルファミン酸Ｎｉ
３００〜５００ｇ／ｌとする。中でも４００〜５００ｇ／ｌがよく、４５０ｇ／ｌが特によい。
（２）ホウ酸
３０〜５０ｇ／ｌとする。中でも３５〜４５ｇ／ｌがよく、４０ｇ／ｌが特によい。
（３）塩化Ｎｉ
５〜７０ｇ／ｌとする。中でも３０〜５０ｇ／ｌがよく、４０ｇ／ｌが特によい。
（４）ｐＨ
３．５〜４．５とする。中でも３．８〜４．２がよく、４．０が特によい。
（５）ＮＴＳ
０．５〜５ｇ／ｌとする。中でも０．８〜４ｇ／ｌがよく、１〜３ｇ／ｌが特によい。
（６）液温
４０〜５０℃とする。中でも４３〜４７℃がよく、４５℃が特によい。
（７）電流密度
第１の電流密度は、２Ａ／ｄｍ２以下とする。中でも１．５Ａ／ｄｍ２以下がよく、１Ａ／ｄｍ２が特によい。
第２の電流密度は、５〜１０Ａ／ｄｍ２とする。中でも６〜８Ａ／ｄｍ２がよく、７Ａ／ｄｍ２が特によい。
すなわち、第２の電流密度は、第１の電流密度の少なくとも２倍以上となる。ここで、一般に、電流密度は高いほどめっきが成長する。特に、端部（突起部）では電流が集中し、電流密度が高くなるため、めっきが他の部分よりも多く成長する。そのため、レジスト１１が形成された部分の付近はめっきが他の部分よりも多く成長する。この現象が、電流密度を高くすることにより、より強く現れるため、凸部４が形成されると考えられる。

つまり、１つ目の製造方法は、基材１０に印刷パターン形状のレジスト１１を形成するステップと、
第１の電流密度でめっきすることにより、レジスト１１が形成された領域を除いて基材１０にマスク層１３を形成するステップと、
マスク層１３を形成するステップの後に、第１の電流密度より高い第２の電流密度でめっきすることにより、マスク層１３を成長させるステップと、
レジスト１１を除去するステップと、
マスク層１３から基材１０を剥離するステップと
を備えることを特徴とする。

次に、２つ目の製造方法について説明する。
２つ目の製造方法では、めっき浴組成（めっき液）に塩化塩を含むことが特徴である。塩化塩は、塩化鉄、塩化錫、塩化マンガン、塩化アンモン、塩化リチュウム等である。その他については、概ね１つ目の製造方法と２つ目の製造方法とは同様である。但し、２つ目の製造方法においては、図７、図８に示すマスク層１３の形成・成長段階で電流密度を変化させる必要はない。つまり、最終的に生成するマスクの板厚まで電流密度を変化させることなく、マスク層１３を形成して構わない。
図７、図８に示す２つ目の製造方法におけるマスク層１３を形成及び成長させるためのめっき条件の一例としては、１つ目の製造方法におけるめっき条件に、以下に示す変更若しくは追加した条件を加えたものとなる。
（７）電流密度
第１の電流密度は、０．２〜３．０Ａ／ｄｍ２とする。中でも１．０〜２．５Ａ／ｄｍ２がよく、２．０Ａ／ｄｍ２が特によい。
（８）塩化塩
０．５〜３ｇ／ｌとする。中でも１〜２ｇ／ｌがよく、１ｇ／ｌが特によい。

つまり、２つ目の製造方法は、基材１０に印刷パターン形状のレジスト１１を形成するステップと、
塩化塩を添加しためっき液を使用してめっきすることにより、レジスト１１が形成された領域を除いて基材１０にマスク層１３を形成するステップと、
レジスト１１を除去するステップと、
マスク層１３から基材１０を剥離するステップと
を備えることを特徴とする。

上記マスク１の製造方法によれば、従来の凸部を有するマスクの製造方法に比べ、安価にかつ高精度に凸部４を有するマスク１を製造することが可能である。

上記１つ目の方法と上記２つ目の方法とを合わせて、上記１つ目の方法のように電流密度を変化させるとともに、上記２つ目の方法のようにめっき浴に塩化塩を含めるとしても構わない。この場合、さらに、大きく凸部４を形成することができる。

ここで、上記めっき条件は一例であり、これに限定するものではない。

図１０は、マスク１の各部の寸法を示す図である。マスク１の最大板厚Ｗ１は、凸部４部分の板厚である。マスク１の最小板厚Ｗ２は凸部４以外の部分の板厚である。凸部４の高さＷ３は、Ｗ１−Ｗ２で表せる。また、凸部４の傾斜部幅Ｗ４は、板厚がＷ１の部分からＷ２の部分になるまでの幅である。
ここで、電流密度と塩化塩の濃度とを変更することにより、凸部４の高さＷ３や凸部４の傾斜部幅Ｗ４とを制御することができる。また、凸部４の形状についても同様に制御することができる。上記では、凸部４の幅が比例的に先に行くほど狭くなる形状を示した。しかし、図１１、図１２に示すように、凸部４の幅が比例的に先に行くほど狭くなる形状でなく、凸部４の幅が弓状、こぶ状に狭くなる形状であっても構わない。つまり、凸部４の幅が比例的に先に行くほど狭くなるのではなく、凸部４の幅が先に行くほど急（弓状）に、あるいは緩やか（こぶ状）に狭くなる形状であっても構わない。特に、凸部４の幅が先に行くほど急に狭くなる形状である場合、液切れがよい。

マスク１を印刷面側から見た図。図１に示すＡ−Ａ’断面図。先細凸形状の凸部４を備えるマスク１を用いて、ワーク６上に形成されたレジスト５の高さよりも低いＣｕパッド部７に印刷を行う状態を示す図。基材１０にレジスト１１を塗布した状態を示す図。レジスト１１にパターンフィルム１２を重ね露光する状態を示す図。基材１０上に印刷パターン形状のレジスト１１が形成された状態を示す図。第１の電流密度でめっきすることによりマスク層１３を形成した状態を示す図。第２の電流密度でめっきすることによりマスク層１３を成長させた状態を示す図。製造されたマスク１を示す図。マスク１の各部の寸法を示す図。凸部４の幅が先に行くほど急（弓状）に狭くなる形状のマスク１を示す図。凸部４の幅が先に行くほど緩やか（こぶ状）に狭くなる形状のマスク１を示す図。

符号の説明

１マスク、２，３印刷パターン開口、４凸部、５，１１レジスト、６ワーク、７Ｃｕパッド部、１０基材、１２パターンフィルム、１２−１露光部分、１３マスク層。

Claims

印刷パターン形状の開口を有するマスクにおいて、
少なくとも片面の表面に、上記開口の周囲が先端に行くに従って細くなる先細凸形状に形成された凸部
を備えることを特徴とするマスク。
上記マスクは、めっきにより形成された
ことを特徴とする請求項１記載のマスク。
基材に印刷パターン形状のレジストを形成するステップと、
塩化塩を添加しためっき液を使用してめっきすることにより、上記レジストが形成された領域を除いて上記基材にマスク層を形成するステップと、
上記レジストを除去するステップと、
上記マスク層から上記基材を剥離するステップと
を備えることを特徴とするマスクの製造方法。
上記マスク層を形成するステップでは、塩化塩を０．５〜３ｇ／ｌ（リットル）添加しためっき液を使用してめっきする
ことを特徴とする請求項３記載のマスクの製造方法。
基材に印刷パターン形状のレジストを形成するステップと、
第１の電流密度でめっきすることにより、上記レジストが形成された領域を除いて上記基材にマスク層を形成するステップと、
上記マスク層を形成するステップの後に、上記第１の電流密度より高い第２の電流密度でめっきすることにより、上記マスク層を成長させるステップと、
上記レジストを除去するステップと、
上記マスク層から上記基材を剥離するステップと
を備えることを特徴とするマスクの製造方法。
上記マスク層を成長させるステップでは、上記第１の電流密度の２倍以上の電流密度でめっきする
ことを特徴とする請求項５記載のマスクの製造方法。
上記マスク層を形成するステップでは、最終的に生成するマスクの板厚の２〜２０％薄い板厚となるまでマスク層を形成し、
上記マスク層を成長させるステップでは、上記最終的に生成するマスクの板厚までマスク層を成長させる
ことを特徴とする請求項５記載のマスクの製造方法。