JP2008290450A - マスク及びマスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ボール搭載マスク等メッシュを有さないマスクにおいて、印刷パターン以外の部分へ印刷されることのない厚さを均一なマスクを提供することを目的とする。
【解決手段】マスク１は、第１のマスク層１３と、印刷パターンに対応した印刷パターン開口を有する第２のマスク層１６とが積層されている。第１のマスク層１３は、印刷パターン開口２の略全面に重ねて形成された印刷部開口４を有する印刷部と、印刷部よりも厚さの薄い非印刷部とを有する。第２のマスク層１６は、第１のマスク層１３の非印刷部と重なる部分にダミーの開口３を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば、厚さの略均一なスクリーン印刷又はボール搭載又は蒸着等に用い
られるメタルマスク及びその製造方法に関するものである。

めっきにより形成され、印刷パターン開口を有する層と、めっきにより形成され、メッシュパターン開口を有する層とが積層された２層構造のスクリーン印刷用マスクがある。

また、マスクを製造する場合に、導電性基材上の印刷パターン開口となる部分にレジストを形成し、電解めっきを行う方法がある。この方法では、電解めっきを行う際、レジスト付近の電流密度が高くなる。その結果、レジスト付近のめっき膜は、その他の部分に比べ厚く形成される。つまり、マスクの厚さが均一とならない。つまり、マスクの開口部分と開口を有さない部分との厚さに違いが出てしまう。このため、マスクの強度が弱い。
また、レジストが一部に集中している場合に、集中しているレジストの中心付近と外側付近とでも電流密度が異なる。その結果、集中しているレジストの中心付近のめっき膜に比べ、集中しているレジストの外側部分のめっき膜が薄くなる。つまり、マスクの開口が集中して形成されている場合には、開口が形成されている部分の中心と外側とのマスクの厚さも均一にならない。このため、開口が形成されている部分の中心と外側とで印刷されるハンダ量にバラツキが発生する。

さらに、印刷パターン開口を有する層とメッシュパターン開口を有する層とが積層された２層構造のスクリーン印刷用マスクにおいて、マスクの厚さが均一とならないという課題を解決するため、印刷パターン開口を有する層にダミーの開口を形成する方法がある（特許文献１参照）。
つまり、印刷パターン開口を有する層を形成する際、印刷パターン開口となる部分以外にもダミーのレジストを形成し、電解めっきを行う。ダミーのレジストを形成することにより電流密度の集中を防止し、めっき膜の厚さを均一にする。ダミーの開口が形成された部分にはメッシュ開口は形成しないため、ダミーの開口部分に印刷が行われることはない。
特開２００４−２５７０９号公報

例えば、ボール搭載マスク等では、メッシュ開口を有する層等はない。そのため、ダミーの開口を設けてマスクの厚さの均一化を図った場合、ダミーの開口部分にも印刷が行われてしまう。
本発明は、例えば、ボール搭載マスク等メッシュを有さないマスクにおいて、印刷パターン以外の部分へ印刷されることのない厚さを均一なマスクを提供することを目的とする。

本発明に係るマスクは、例えば、印刷部開口を有する第１のマスク層と、印刷パターンに対応した印刷パターン開口を有する第２のマスク層とが積層されたマスクであり、
上記第１のマスク層は、上記印刷パターン開口の略全面に重ねて形成された印刷部開口を有する印刷部と、印刷部開口を有さない非印刷部とを有し、
上記第２のマスク層は、上記印刷パターン開口に加えて上記第１のマスク層の上記非印刷部と重なる部分にダミーの開口を有する
ことを特徴とする。

上記第１のマスク層が有する印刷部開口は、上記印刷パターン開口と略同一の大きさかつ略同一形状であることを特徴とする。

上記第２のマスク層が有する上記ダミーの開口は、上記印刷パターン開口の面積と略同一の面積であることを特徴とする。

上記第１のマスク層と上記第２のマスク層とは、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第１のレジストを形成するステップと、
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めっきをすることにより、上記基材に、印刷部開口を有する印刷部と、印刷部開口を有さない非印刷部とを備える第１のマスク層をめっきにより形成するステップと、
上記第１のマスク層の上に、上記印刷部と対応する印刷パターン形状と、上記非印刷部と対応するダミーの開口のパターン形状とを有する第２のレジストを形成するステップと、
上記第２のレジストが形成された領域を除いて、上記第１のマスク層の上に印刷パターン開口とダミーの開口とが形成された第２のマスク層をめっきにより形成するステップと、
上記第１のレジストと第２のレジストとを除去するステップと、
上記第１のマスク層と上記第２のマスク層と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。

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第１のレジストを形成するステップと、
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めっきをすることにより、上記基材に、印刷部開口を有する印刷部と、印刷部開口を有さない非印刷部とを備える第１のマスク層をめっきにより形成するステップと、
上記第１のレジストを除去するステップと、
上記第１のマスク層の上に、上記印刷部と対応する印刷パターン形状と、上記非印刷部と対応するダミーの開口のパターン形状とを有する第２のレジストを形成するステップと、
上記第２のレジストが形成された領域を除いて、上記第１のマスク層の上に印刷パターン開口とダミーの開口とが形成された第２のマスク層をめっきにより形成するステップと、
上記第２のレジストを除去するステップと、
上記第１のマスク層と上記第２のマスク層と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。

本発明に係るマスク及びマスクの製造方法によれば、ボール搭載マスク等のメッシュを有さないマスクにおいて、マスクの厚さを均一にすることができる。

実施の形態１．
まず、図１から図３までに基づき、実施の形態１に係るマスク１の形状について説明する。

図１は、マスク１を印刷側（ワーク側）から見た状態を示す図である。マスク１に形成された印刷パターン開口２は印刷パターンに相当する開口である。また、ダミーの開口３は印刷パターンではない開口である。
図２は、マスク１をインク側から見た状態を示す図である。インク側とは、スキージにより印刷を行うマスクであれば、スキージが摺動する側である。マスク１に形成された印刷部開口４は、印刷パターン開口２と連結した開口である。
図３は、図１に示すＡ−Ａ’断面図である。図３に示すようにマスク１は、印刷部開口４を有する層（第１のマスク層１３）と、印刷パターン開口２とダミーの開口３とを有する層（第２のマスク層１６）との２つの層を備える。印刷部開口４は、印刷パターン開口２と１対１で対応して設けられる。また、印刷部開口４は、印刷パターン開口２と略同一の大きさに形成され、略同じ位置に重ねて設けられる。言い換えると、印刷部開口４は、印刷パターン開口２の全面を覆っているような状態である。つまり、印刷部開口４と印刷パターン開口２との断面形状は同一である。一方、印刷部開口４は、ダミーの開口３とは連結されていない。つまり、ダミーの開口３は、インク側では塞がっており、貫通してい
ない。
マスク１を用いて印刷を行った場合、インクは、インク側から印刷部開口４を介して印刷パターン開口２から印刷側へ移動してワークへ付着する。ダミーの開口３はインク側で塞がっており印刷はされない。

図３に示すように、第１のマスク層１３は、印刷部開口４を有する部分（印刷部）の厚さ（Ｗ１）よりも、印刷部開口４を有さない部分（非印刷部）の厚さ（Ｗ２）は若干薄い。この理由については後述する。
一方、第２のマスク層１６は、印刷パターン開口２を有する部分の厚さ（Ｗ３）と、ダミーの開口３を有する部分の厚さ（Ｗ４）とは略同一の厚さである。この理由についても後述する。
マスク１全体で見た場合、印刷パターン開口を有する部分の厚さ（Ｗ１＋Ｗ３）と、ダミーの開口３を有する部分の厚さ（Ｗ２＋Ｗ４）とは略同一であることが望ましい。つまり、マスク１の板厚の均一性を重視する。そこで、第１のマスク層１３を極力薄い皮膜形成とする。特に、第１のマスク層１３は、第２のマスク層１６と比べ薄い皮膜形成とする。第２のマスク層１６と比べ第１のマスク層１３を薄くすることにより、第１のマスク層１３の印刷部の厚さ（Ｗ１）と非印刷部の厚さ（Ｗ２）との差をマスク１全体で見た場合に目立たないものとする。その結果、マスク１全体で見た場合、印刷パターン開口を有する部分の厚さ（Ｗ１＋Ｗ３）と、ダミーの開口３を有する部分の厚さ（Ｗ２＋Ｗ４）とは略同一と言うことができる。
また、印刷パターン開口２の幅（Ｗ５）は、ダミーの開口３の幅（Ｗ７）と略同一であることが望ましい。詳細は後述するが、このように印刷パターン開口２の幅（Ｗ５）を、ダミーの開口３の幅（Ｗ７）と略同一とすることにより、印刷パターン開口を有する部分の厚さ（Ｗ３）と、印刷パターン開口を有さない部分の厚さ（Ｗ４）とを略同一にすることができる。つまり、印刷部開口４と印刷パターン開口２とダミーの開口３との断面形状は同一であることが望ましい。また、印刷パターン開口２の面積とダミーの開口３の面積とを略同一にするとしてもよい。
また、上述したように、印刷部開口４は、印刷パターン開口２と略同一の大きさに形成されているので、印刷部開口４の幅（Ｗ６）は、印刷パターン開口２の幅（Ｗ５）と略同一である。

次に、図４から図１３までに基づき、実施の形態１に係るマスク１の製造方法について説明する。
まず、図４に示すように、基材１０を準備し、その上にレジスト１１（感光性樹脂，第１のレジスト）をラミネートする。基材１０の材質は例えばＳＵＳ（ステンレス鋼，Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ Ｕｓｅｄ Ｓｔｅｅｌ）、鉄板、アルミニウム等の導電性基材を用いる事ができる。または、導電性皮膜が形成された非導電性基材でもよく、例えば、ガラスにＮｉ，Ｃｒ、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）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の上に印刷部開口４のパターン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の印刷パターンの露光部分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部開口４のパターンをレジスト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、レジスト１１は印刷部開口４のパターン形状に形成される。図７に示すように、ニッケル等のめっきを施すことにより、レジスト１１が形成された領域を除いて、基材１０の表面に第１のマスク層１３を形成する。そして、レジスト１１を剥離（除去）すると、図８に示すように、第１のマスク層１３には印刷部開口４が形成される。

次に、図９に示すように、第１のマスク層１３の上にレジスト１４をラミネートする。そして、図１０に示すように、レジスト１４の上に印刷パターン（印刷パターン開口２のパターン）と、ダミーの開口３のパターンとを有するパターンフィルム１５を重ねて露光する。つまり、パターンフィルム１５の印刷パターンの露光部分１５−１が露光される。ここでも上述したように、紫外線レーザー等を用いて印刷パターンをレジストに直接描画
しても構わない。そして、パターンフィルム１５を取り外し、現像する。すると、図１１に示すように、レジスト１４は印刷パターン形状とダミーの開口３のパターン形状とに形成される。図１２に示すように、ニッケル等のめっきを施すことにより、レジスト１４が形成された領域を除いて、第１のマスク層１３の表面に第２のマスク層１６を形成する。そして、レジスト１４を剥離（除去）して、第１のマスク層１３と第２のマスク層１６とから基材１０を剥離する。すると、図１３に示すように、印刷部開口４が形成された第１のマスク層１３と、印刷パターン開口２とダミーの開口３とが形成された第２のマスク層１６とが積層されたマスクが製造される。

ここで、図７に示すように、めっきを施すことにより、第１のマスク層１３を形成する際、レジスト１１付近は厚くなり、その他の部分は薄くなる。つまり、上述したように、第１のマスク層１３は、印刷部開口４を有する部分（印刷部）の厚さ（Ｗ１）よりも、印刷部開口４を有さない部分（非印刷部）の厚さ（Ｗ２）は若干薄くなる。これは、めっきを施す場合に、レジスト１１付近の電流密度が他の部分に比べ高くなるためである。
一方、図１２に示すように、めっきを施すことにより、第２のマスク層１６を形成しても、第２のマスク層１６は全体が略均一の厚さとなる。つまり、上述したように、第２のマスク層１６は、印刷パターン開口２を有する部分の厚さ（Ｗ３）と、ダミーの開口３を有する部分の厚さ（Ｗ４）とは略同一の厚さである。これは、レジスト１４が印刷パターン形状だけでなく、ダミーの開口３のパターンに形成されているため、電流密度が全体として略均一になるためである。ダミーの開口３は、印刷パターンが存在しない部分に一様に設けることにより、電流密度をより均一にすることができる。また、ダミーの開口３を印刷パターン開口２と同一の形状にすることにより、電流密度をより均一にすることができ、第２のマスク層１６は全体を略均一の厚さとすることができる。ダミーの開口３を印刷パターン開口２と同一の形状ではなく、同一の面積としても同様に、電流密度を均一にすることができ、第２のマスク層１６は全体が略均一の厚さとすることができる。

また、印刷パターン開口２が印刷部開口４よりも小さい場合、図１１に示すように、印刷部開口４の上にレジスト１３を形成することができない。そのため、上述したマスクの製造方法においては、印刷パターン開口２を印刷部開口４よりも若干大きくする必要がある。つまり、上記説明で、印刷パターン開口２と印刷部開口４とは略同一の大きさであるとしたが、この略同一の大きさとは、印刷パターン開口２が印刷部開口４よりも１０μｍ程大きい場合も含むという意味である。
または、図８に示すように、レジスト１１を剥離せず、レジスト１１を残したままレジスト１４をラミネートするようにしてもよい。この場合、印刷パターン開口２が印刷部開口４よりも小さくしても構わない。つまり、この場合、レジスト１１は、レジスト１４とともに、図１３に示す工程で剥離される。さらに、この場合、レジスト１１にも第２のマスク層１６を形成する必要があるため、少なくともレジスト１４が形成された領域を除いて、レジスト１１上に導電性の皮膜を形成する必要がある。

つまり、実施の形態１に係るマスクは、メッシュパターンを有さない２つの層が積層されたマスクである。そして、印刷側（ワーク側）の層である第２のマスク層１６には、ダミーの開口３が形成されている。第２のマスク層１６にダミーの開口３を形成することにより、第２のマスク層１６の厚さを均一にしている。一方、インク側の層である第１のマスク層１３にはダミーの開口３はなく、厚さが均一にならない。しかし、第１のマスク層１３の厚さは、第２のマスク層１６の厚さに比べ薄く、かつ、第１のマスク層１３の厚さは非常に薄い。そのため、第１のマスク層１３の厚さに斑があることはほとんど無視し得る程度である。
すなわち、実施の形態１に係るマスクは、略均一の厚みのメッシュパターンを有さないマスクである。

上述したように、ダミーの開口３のパターンは、印刷パターン開口２と同一の形状にすることが望ましい。特に、印刷パターン開口２が一定のパターンの繰り返しになっているような場合には、ダミーの開口３のパターンもその一定のパターンを繰り返すように設けることが望ましい。この理由は、上記と同様であり、電流密度をより均一にすることができるためである。つまり、複数の印刷パターン開口２を有するチップのパターン２−１を複数有するマスク１の場合には、ダミーの開口３のパターンもチップのパターン２−１と同一の形状とすることが望ましい。
一例を図１４、図１５に示す。図１４は、複数のチップのパターン２−１を有するマスク１を印刷側（ワーク側）から見た状態を示す図である。図１５は、複数のチップのパターン２−１を有するマスク１をインク側から見た状態を示す図である。図１４、図１５において、太線で示した部分は、印刷パターン開口２と、複数の印刷パターン開口２を有するチップのパターン２−１とを示す。ここで、チップのパターン２−１は、すべて同一パターンである。また、図１４において、細線で示した部分は、ダミーの開口３と、チップのパターン２−１に対応したダミーの開口の集合３−１とを示す。ここで、チップのパターン２−１と、ダミーの開口の集合３−１とは同一のパターンである。
つまり、ダミーの開口３のパターンは、印刷パターン開口２と所定の範囲で区切った場合に同一面積になるように設けることが望ましい。

また、印刷パターン開口２の外側に複数のダミーの開口３を設けることが望ましい。上記説明では、簡略化した図を用いて説明したが、実際にはめっきを施すと図１６に示すようになるためである。つまり、レジスト１７が密集している部分からレジスト１７がない部分へ徐々にめっき１８は薄くなっていく。そのため、印刷パターン開口２となるべき部分にめっき１８が十分にされず、印刷不良の原因となる。そこで、図１７に示すように、印刷パターン開口２のレジスト１７の外側に複数のダミーの開口３のレジスト１９を設けることにより、印刷パターン開口２となるべき部分にめっき１８が十分にされる。つまり、ダミーの開口３を設けることにより、印刷パターン開口２となるべき部分にめっき１８が十分にされるようにする。そして、めっき１８が十分にされない部分を、印刷パターン開口２となるべき部分ではなく、ダミーの開口３の部分に発生させるのである。これは、図１４に示す例でも同様である。つまり、図１４に示すように、ダミーの開口３の繰り返し３−１を、印刷パターン開口２の外側に複数設けることが望ましい。

ここで、図１６と図１７との説明からわかるように、上記説明では、簡単のため第２のマスク層１６は全体が略均一の厚さとなると説明したが、厳密には第２のマスク層１６のダミーの開口３の外側の厚さは徐々に薄くなる。つまり、例えば図３では、第２のマスク層１６は全体を均一の厚さで示しているが、実際には、図１６と図１７と同様に、ダミーの開口３の外側の厚さは徐々に薄くなる。すなわち、上記説明の第２のマスク層１６全体が略均一の厚さとなるとは、厳密には第２のマスク層１６の少なくとも印刷部が全体として略均一の厚さとなるということである。

また、上記説明では、印刷部の外側にダミーの開口３を設けるという表現を用いた。ここで、印刷部の外側にダミーの開口３を設けるとは、複数の印刷部が間を空けて存在する場合には、印刷部と印刷部との間にもダミーの開口３を設けるということを含むものである。

以上をまとめると、この実施の形態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第１のレジストを形成するステップと、
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めっきをすることにより、上記基材に、開口を有する印刷部と、開口を有さない非印刷部とを備える第１のマスク層をめっきにより形成するステップと、
上記第１のレジストが形成された領域上に印刷パターン形状の第２のレジストを形成するとともに、上記第１のマスク層の上記非印刷部の表面に所定のパターンの第３のレジストを形成するステップと、
上記第２のレジストと上記第３のレジストとが形成された領域を除いて、上記第１のマスク層に第２のマスク層をめっきにより形成するステップと、
上記第１のレジストと上記第２のレジストと上記第３のレジストとを除去するステップと、
上記第１のマスク層と上記第２のマスク層と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ということができる。

マスク１を印刷側（ワーク側）から見た状態を示す図。 マスク１をインク側から見た状態を示す図。 図１に示すＡ−Ａ’断面図。 基材１０の上にレジスト１１をラミネートした状態を示す図。 レジスト１１の上にパターンフィルム１２を乗せ露光する状態を示す図。 印刷部開口４の形状にレジスト１１が形成された状態を示す図。 めっきを施し、基材１０の表面に第１のマスク層１３を形成した状態を示す図。 レジスト１１を剥離（除去）し、第１のマスク層１３には印刷部開口４が形成された状態を示す図。 第１のマスク層１３の上にレジスト１４をラミネートした状態を示す図。 レジスト１４の上にパターンフィルム１５を乗せ露光する状態を示す図。 印刷パターン形状とダミーの開口３のパターン形状とにレジスト１４が形成された状態を示す図。 めっきを施し、第１のマスク層１３の表面に第２のマスク層１６を形成した状態を示す図。 レジスト１４を剥離して、第１のマスク層１３と第２のマスク層１６とから基材１０を剥離した状態を示す図。 複数のチップのパターン２−１を有するマスク１を印刷側（ワーク側）から見た状態を示す図。 複数のチップのパターン２−１を有するマスク１をインク側から見た状態を示す図。 ダミーの開口３を設けない場合のめっきの形成状態を示す図。 ダミーの開口３を設けた場合のめっきの形成状態を示す図。

符号の説明

１ マスク、２ 印刷パターン開口、３ ダミーの開口、４ 印刷部開口、１０ 基材、１１，１４，１７，１９ レジスト、１２，１５ パターンフィルム、１３ 第１のマスク層、１６ 第２のマスク層、１８ めっき。

Claims (6)

1. 印刷部開口を有する第１のマスク層と、印刷パターンに対応した印刷パターン開口を有する第２のマスク層とが積層されたマスクであり、
   上記第１のマスク層は、上記印刷パターン開口の略全面に重ねて形成された印刷部開口を有する印刷部と、印刷部開口を有さない非印刷部とを有し、
   上記第２のマスク層は、上記印刷パターン開口に加えて上記第１のマスク層の上記非印刷部と重なる部分にダミーの開口を有する
   ことを特徴とするマスク。
2. 上記第１のマスク層が有する印刷部開口は、上記印刷パターン開口と略同一の大きさかつ略同一形状である
   ことを特徴とする請求項１記載のマスク。
3. 上記第２のマスク層が有する上記ダミーの開口は、上記印刷パターン開口の面積と略同一の面積であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のマスク。
4. 上記第１のマスク層と上記第２のマスク層とは、めっきにより形成された
   ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のマスク。
5. 基材に印刷パターン形状の第１のレジストを形成するステップと、
   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めっきをすることにより、上記基材に、印刷部開口を有する印刷部と、印刷部開口を有さない非印刷部とを備える第１のマスク層をめっきにより形成するステップと、
   上記第１のマスク層の上に、上記印刷部と対応する印刷パターン形状と、上記非印刷部と対応するダミーの開口のパターン形状とを有する第２のレジストを形成するステップと、
   上記第２のレジストが形成された領域を除いて、上記第１のマスク層の上に印刷パターン開口とダミーの開口とが形成された第２のマスク層をめっきにより形成するステップと、
   上記第１のレジストと第２のレジストとを除去するステップと、
   上記第１のマスク層と上記第２のマスク層と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。
6. 基材に印刷パターン形状の第１のレジストを形成するステップと、
   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めっきをすることにより、上記基材に、印刷部開口を有する印刷部と、印刷部開口を有さない非印刷部とを備える第１のマスク層をめっきにより形成するステップと、
   上記第１のレジストを除去するステップと、
   上記第１のマスク層の上に、上記印刷部と対応する印刷パターン形状と、上記非印刷部と対応するダミーの開口のパターン形状とを有する第２のレジストを形成するステップと、
   上記第２のレジストが形成された領域を除いて、上記第１のマスク層の上に印刷パターン開口とダミーの開口とが形成された第２のマスク層をめっきにより形成するステップと、
   上記第２のレジストを除去するステップと、
   上記第１のマスク層と上記第２のマスク層と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。

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