JP2010260307A - 印刷用マスク - Google Patents

Abstract

【課題】印刷の精度を高度なものとする。
【解決手段】基板に対してセットされインク供給用貫通孔を通してインクが供給されることによって当該基板に対して所定の印刷パターンで印刷が行われるマスクであって、所定の印刷パターンに概略的に対応する貫通孔２５を有する平板状のベース層２０と、ベース層２０の下側に位置して基板に対向する層であり、所定の印刷パターンに対応し、ベース層２０の貫通孔とともにインク供給用貫通孔を構成する貫通孔を有する樹脂層３０とを有し、樹脂層３０の貫通孔３５はレーザの照射によって形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、印刷の際に使用されるマスクに関するものである。

電子部品等が製造される際に、印刷によって配線される場合がある。その際には、所定の印刷パターンで印刷が行われるために、マスクが使用される。
そのマスクは、全体としてほぼ一平面状をなすとともに、所定の印刷パターンに対応した貫通孔（インク供給用貫通孔）を有している。そして、その貫通孔を通してインク（導電性を有する）が供給されることによって、印刷が行われる。
こうして、シリコン等の基板に対して、所定のパターンの配線が行われる。

従来の印刷用マスクとしては、次のようなものがある。
例えば、ステンレス鋼等の線状材が編まれて形成されたスクリーンをベースとして、そのベースに、所定の印刷パターンに対応した貫通孔を有する樹脂層が配設されて形成されている。
その樹脂層は、光硬化性樹脂によって、次のように形成されている。すなわち、光硬化性樹脂が一様に塗布されて光硬化性樹脂の層が形成され、その光硬化性樹脂の層に対して所定のパターン（上述の印刷パターンとは反転関係のパターン）のフォトマスクが配設され、それに対して光が照射されることによって、光硬化性樹脂の層のうち所定のパターンの部分のみが硬化する。その後にフォトマスクが除去され、光硬化性樹脂の層のうち光の照射を受けず未硬化の部分が除去されることによって、印刷パターンに対応した貫通孔を有する樹脂層が形成される。

ところで、近年においては、電子部品において各種の電子要素がより高密度に配置されることになっており、それに伴って、印刷による配線については、より高精度なものが求められている。
しかしながら、上述の印刷用マスクでは、印刷の精度をより高度なものにすることが困難であることが判明した。

また、高精度の印刷を行うためには、印刷用マスクは、できるだけ正確な一平面状をなしていることが望ましい。
しかしながら、上述のように、線状材を編んで形成されたスクリーンをベースとする印刷用マスクの場合は、十分な高い剛性が得られず、正確な一平面状になりにくく、高精度の印刷を行うことに限界があることが判明した。

なお、本発明に関連する技術分野において、特許文献１に開示された先行技術も存在する。

特開２００４−１９５８５８号公報

本発明は、高精度の印刷を行うことができる印刷用マスクを提供することを課題とする。

この課題を解決するために、請求項１に係る発明は、基板に対してセットされインク供給用貫通孔を通してインクが供給されることによって当該基板に対して所定の印刷パターンで印刷が行われるマスクであって、前記所定の印刷パターンに概略的に対応する貫通孔を有する平板状のベース層と、前記ベース層の下側に位置して前記基板に対向する層であり、前記所定の印刷パターンに対応し、前記ベース層の貫通孔とともに前記インク供給用貫通孔を構成する貫通孔を有する樹脂層とを有し、前記樹脂層の貫通孔はレーザの照射によって形成されている、印刷用マスクである。

「前記所定の印刷パターンに概略的に対応する貫通孔を有する平板状のベース層」の「概略的に対応」には「対応」も含まれる。

この発明の印刷用マスクでは、次の作用効果が得られる。
すなわち、まず、この印刷用マスクは、ベース層及び樹脂層の２層（又はそれ以上）を有している。
そして、ベース層は平板状をなすとともに、ベース層には、印刷パターンに概略的に対応する部分にのみ貫通孔が形成され得るため、その場合は、複数の線状材が編まれて形成されている等、ベース層の全体に貫通孔が形成されている場合と比較して、ベース層には大きな剛性が得られ、印刷用マスク全体としても大きな剛性が得られる。
このため、この印刷用マスクが、より正確な一平面状となり、高精度の印刷を行うことが可能となる。
一方、樹脂層はベース層の下側に位置して基板に対向するため、ベース層が直接的に基板に接触することが防止され、ベース層が直接的に基板に接触すると基板を傷つける可能性がある材質のものであっても、基板が傷つくことが防止される。

また、この印刷用マスクでは、ベース層の貫通孔は印刷パターンに概略的に対応するものである一方、樹脂層の貫通孔が印刷パターンに対応するものであり、その樹脂層の貫通孔はレーザの照射によって形成されているために、高精度に形成され得る。
こうして、この印刷用マスクのインク供給用貫通孔は高精度のものとなり、基板に対して高精度の印刷を行うことが可能となる。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の印刷用マスクであって、前記ベース層は、一様な厚みを有する金属板に対して前記貫通孔が設けられて形成されている、印刷用マスクである。

この発明の印刷用マスクでは、請求項１に係る発明の作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
すなわち、この発明の印刷用マスクでは、ベース層が金属によって形成されているため、その点で、ベース層には大きな剛性が得られ、印刷用マスク全体としても大きな剛性が得られる。また、この金属のベース層は、電鋳法（めっきによって金属の層を形成する方法）とは異なり、一様な厚みを有する金属板に対して貫通孔が設けられて形成されているために、その点でも大きな剛性が得られる（電鋳法では一様な厚みにならないとともに、剛性が小さなものとなる）。
このため、この印刷用マスクが、より正確な一平面状となり、高精度の印刷を行うことが可能となる。

請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に係る発明の印刷用マスクであって、前記ベース層の貫通孔は、レーザの照射又はエッチングによって、複数の孔状に形成されている、印刷用マスクである。

「前記ベース層の貫通孔は、……、複数の孔状に形成されている」とは、１つの印刷パターンに対応する１つの貫通孔が複数の孔状に形成されている」ことをいう。

この発明の印刷用マスクでは、請求項１又は請求項２に係る発明の作用効果に加えて、次の作用効果が得られる。
すなわち、この発明では、ベース層の１つの貫通孔が複数の孔状に形成されているため、１つの孔状に形成されている態様と比較して、ベース層に大きな剛性が得られることとなり、印刷用マスク全体としても大きな剛性が得られることとなる。
このため、この印刷用マスクが、より正確な一平面状となり、高精度の印刷を行うことが可能となる。
なお、インクは流動性を有しているため、その流動性とベース層の貫通孔における複数の各孔状部分の間隔とのバランスがとれておれば、インクは、ベース層の複数の孔状の貫通孔を通って樹脂層の貫通孔に到達し、インクの流動性によって、樹脂層の貫通孔のすべてに行き渡り、適切に基板に到達する。こうして、適切な印刷が確保される。

請求項４に係る発明は、請求項１又は請求項２に記載の印刷用マスクであって、前記ベース層の貫通孔は、レーザの照射又はエッチングによって、前記所定の印刷パターンの大きさより小さい複数の微孔状に形成されている、印刷用マスクである。

この発明の印刷用マスクでは、請求項３に係る発明の作用効果と同様の効果が得られるとともに、さらに次の作用効果が得られる。
すなわち、この発明の印刷用マスクでは、ベース層の貫通孔が印刷パターンの大きさより小さい複数の微孔状に形成されているために、さらにベース層に大きな剛性が得られることとなり、印刷用マスク全体としても大きな剛性が得られることとなる。
このため、この印刷用マスクが、より正確な一平面状となり、高精度の印刷を行うことが可能となる。

請求項５に係る発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに係る発明の印刷用マスクであって、前記樹脂層を形成する樹脂板が前記ベース層に対して取り付けられる前の段階において、当該樹脂板に対して前記貫通孔が形成されたものである、印刷用マスクである。

この発明の印刷用マスクにおいては、予め貫通孔が形成された樹脂板がベース層に対して取り付けられるため、樹脂層の貫通孔がベース層の貫通孔に該当しない部分にも及ぶものの場合にも、容易に、その樹脂層に当該貫通孔を形成することができる。

請求項６に係る発明は、請求項１〜請求項５のいずれかに係る発明の印刷用マスクであって、太陽電池を製造するためのものである、印刷用マスクである。

すなわち、請求項１〜請求項５のいずれかに係る発明の印刷用マスクは、高精度に印刷を行うことが可能であるため、高精度な配線を有する太陽電池を製造することが可能となる。

本発明の実施例１の印刷用マスク及びその使用方法を示す斜視図である。 本発明の実施例１の印刷用マスクを示す平面図である。 本発明の実施例１の印刷用マスク及びその使用方法を示す縦断面図である。（ａ）と（ｂ）とは、異なった線で仮想的に切断した断面を示す。（ｂ）は（ａ）よりも拡大したものである。 本発明の実施例１の印刷用マスクを示す分解斜視図である。 本発明の実施例１の印刷用マスクを示す分解平面図である。 本発明の実施例２の印刷用マスクを示す平面図である。 本発明の実施例２の印刷用マスクを示す分解斜視図である。

［実施例１］
次に、本発明の実施例１について、図１〜図５に基づいて説明する。
図１等に示すように、この印刷用マスクは、主として、シリコン等の半導体の基板５０上に印刷によって配線するために使用されるものである。そして、例えば、太陽電池等が製造される。

図３及び図４等に示すように、この印刷用マスクは、ベース層２０及び樹脂層３０を有している。ベース層２０及び樹脂層３０は、重ねられて接着されている。ベース層２０は、スクリーン１０に対して取り付けられている。
図１及び図２等に示すように、この印刷用マスクは、インク供給用貫通孔１５を有している。
図１及び図３等に示すように、この印刷用マスクは、基板５０上にセット（載置）され、インク供給用貫通孔１５を通してインクが供給されることによって、基板５０上に所定の印刷パターン５５で印刷が行われる。

図１〜図５に示すように、スクリーン１０は、合成樹脂又は金属からなる一平面状の網状をしている。スクリーン１０は、四角形の枠１１に対して取り付けられている。
スクリーン１０は、その２次元の両方向に引っ張られた状態で枠１１に対して取り付けられている。こうして、スクリーン１０には、その２次元の両方向に所定の張力が存在している。
スクリーン１０には、開口部１２が形成されている。

ベース層２０は、金属等、十分な剛性を有する材質によって形成されており、一様な厚みを有している。金属の代表例として、ステンレス鋼等がある。
樹脂層３０は、ポリイミド等の合成樹脂によって形成されている。

ベース層２０には、貫通孔２５が形成されている。樹脂層３０にも、貫通孔３５が形成されている。
樹脂層３０の貫通孔３５とベース層２０の貫通孔２５とは、相互に対応している。両貫通孔２５，３５によって、この印刷用マスクのインク供給用貫通孔１５が形成されている。

ベース層２０の貫通孔２５（図４等参照）は、印刷パターン５５（図１参照）に概略的に対応している。すなわち、基本的に、印刷パターン５５よりも大きく（太く）形成されている。また、ベース層２０においては、印刷パターン５５に概略的に対応する部分にのみ貫通孔２５が形成されている。
樹脂層３０の貫通孔３５は印刷パターン５５に対応している（このことは次述）ために、ベース層２０の貫通孔２５は、樹脂層３０の貫通孔３５よりも太く形成されているともいえる（図３（ｂ）も参照）。

ただし、この実施例においては、印刷パターン５５（図１）が線状に長く延びるものであるために、ベース層２０の貫通孔２５（図４等）は、単にそれよりも太く形成されているのではなく、複数の幅細の連結部２６（いわゆる「はしご」）を有し、その複数の連結部２６によって、複数の分断貫通孔２７に分断されている（図３（ａ）も参照）。すなわち、連結部２６によって、ベース層２０の貫通孔２５の両サイドが連結されている。
そして、連結部２６によって、ベース層２０の強度（剛性）が維持され、ベース層２０が一平面状であることが維持されている。
また、ベース層２０の貫通孔２５は、樹脂層３０の貫通孔３５よりも若干短く形成されていてもよい（図面にはその態様が記載されている）。

樹脂層３０の貫通孔３５（図４等参照）は、印刷パターン５５（図１参照）に対応している。
樹脂層３０の貫通孔３５は、レーザによって形成されている。すなわち、平板状の樹脂板３１（図５参照）が用意され、その樹脂板３１に対してレーザが照射されることによって、貫通孔３５が形成されている。レーザの照射によって形成された樹脂層３０の貫通孔３５は、ベース層２０の貫通孔２５よりも高精度に形成され得る。このため、樹脂層３０の貫通孔３５（その位置及び大きさ等）が、この印刷用マスクのインク供給用貫通孔１５（その位置及び大きさ等）を規定する。

次に、この印刷用マスクの製造方法について説明する。各種の方法がある。図５に基づいて説明する。

第１の方法は、次のとおりである。
（１）スクリーン１０が用意される。スクリーン１０は、その２次元の両方向に引っ張られた状態で枠１１に対して取り付けられている。その時点で、スクリーン１０には開口部１２は形成されていない。
（２）スクリーン１０に対して、金属板２１（一様な厚みを有する）が貼着される。その時点で、金属板２１には貫通孔２５は形成されていない。
（３）次に、スクリーン１０に対して開口部１２が形成される。こうして、金属板２１が一平面状に維持されつつ、金属板２１の縁部以外からスクリーン１０が除去される。
（４）次に、金属板２１に対して、レーザの照射又はエッチングによって、貫通孔２５が形成される。
（５）次に、金属板２１に対して、樹脂板３１が貼着される（これによって、金属板２１がベース層２０となり、樹脂板３１が樹脂層３０となる）。その時点で、樹脂板３１には貫通孔３５は形成されていない。
（６）次に、樹脂板３１（樹脂層３０）に対して、レーザの照射によって、貫通孔３５が形成される。

第２の方法は、次のとおりである。第１の方法との相違点を中心に説明する（以下同様である）。
（１）スクリーン１０が用意される。その時点で、スクリーン１０には開口部１２は形成されていない。
（２）一方、金属板２１（一様な厚みを有する）が用意され、その金属板２１に対して、レーザの照射又はエッチングによって、貫通孔２５が形成される。
（３）次に、金属板２１がスクリーン１０に貼着される。
（４）次に、スクリーン１０に対して開口部１２が形成される。
（５）次に、金属板２１（ベース層２０）に対して、樹脂板３１（樹脂層３０）が貼着される。その時点で、樹脂板３１には貫通孔３５は形成されていない。
（６）次に、樹脂板３１（樹脂層３０）に対して、貫通孔３５が形成される。

第３の方法は、次のとおりである。
（１）スクリーン１０が用意される。その時点で、スクリーン１０には開口部１２は形成されていない。
（２）スクリーン１０に対して、金属板２１（一様な厚みを有する）が貼着される。その時点で、金属板２１には貫通孔２５は形成されていない。
（３）次に、スクリーン１０に対して開口部１２が形成される。
（４）次に、金属板２１に対して、レーザの照射又はエッチングによって、貫通孔２５が形成される。
（５）一方、樹脂板３１が用意され、その樹脂板３１に対して、貫通孔３５が形成される。例えば、樹脂板３１はガラス板に対して仮に接着又は載置され、その状態で、樹脂板３１に対してレーザの照射によって貫通孔３５が形成される。
（６）次に、金属板２１（ベース層２０）に対して、樹脂板３１（樹脂層３０）が貼着される。その際、金属板２１（金属層）と樹脂板３１（樹脂層３０）とが、所定の位置関係となるようにして、その貼着が行われる。

第４の方法は、次のとおりである。
（１）スクリーン１０が用意される。その時点で、スクリーン１０には開口部１２は形成されていない。
（２）金属板２１（一様な厚みを有する）が用意され、その金属板２１に対して、貫通孔２５が形成される。
（３）次に、金属板２１（ベース層２０）に対して、樹脂板３１（樹脂層３０）が貼着される。その時点で、樹脂板３１（樹脂層３０）には貫通孔３５は形成されていない。
（４）次に、その金属板２１（ベース層２０）及び樹脂板３１（樹脂層３０）が貼り合わせられたものが、スクリーン１０に対して貼着される。
（５）次に、スクリーン１０に対して、開口部１２が形成される。
（６）次に、樹脂層３０に対して、貫通孔３５が形成される。

第５の方法は、次のとおりである。
（１）スクリーン１０が用意される。その時点で、スクリーン１０には開口部１２は形成されていない。
（２）金属板２１（一様な厚みを有する）が用意され、その金属板２１に対して、貫通孔２５が形成される。
（３）一方、樹脂板３１が用意され、その樹脂板３１に対して、貫通孔３５が形成される。その方法は、第３の方法の（５）と同様である。
（４）次に、金属板２１（ベース層２０）に対して樹脂板３１（樹脂層３０）が貼着される。その際、金属板２１（金属層）と樹脂板３１（樹脂層３０）とが、所定の位置関係となるようにして、その貼着が行われる。
（５）次に、その金属板２１（ベース層２０）及び樹脂板３１（樹脂層３０）が貼り合わせられたものが、スクリーン１０に対して貼着される。
（６）次に、スクリーン１０に対して、開口部１２が形成される。

次に、この印刷用マスクの使用方法及び作用効果について説明する。
図１及び図３に示すように、この印刷用マスクは、シリコン等の基板５０に対してセット（載置）される。なお、基板５０は、予め水平にセットされている。印刷用マスクは、基板５０の上方に位置するようにしてセットされる。
そして、印刷用マスク（ベース層２０）の上にインクが供給される。インクは、導電性を有するものであり、印刷用マスクのインク供給用貫通孔１５を通って基板５０に到達し、基板５０に印刷が行われる。

その際の作用を詳細に述べると、次のとおりである。
インクは、ベース層２０の貫通孔２５内に流入し、さらに、樹脂層３０の貫通孔３５に到達する。ベース層２０の貫通孔２５は、基本的に樹脂層３０の貫通孔３５よりも大きい（太い）ために、ベース層２０の貫通孔２５内のインクは、樹脂層３０の貫通孔３５に円滑に流入する。

なお、ベース層２０の貫通孔２５には部分的に連結部２６が形成されており、ベース層２０の貫通孔２５は連結部２６において複数の分断貫通孔２７に分断されているが、連結部２６が幅細であるとともに、インクが流動性を有しているために、インクは、樹脂層３０の貫通孔３５のすべての部分（ベース層２０の貫通孔２５の連結部２６に対応する部分を含む）に行き渡る（充填状態となる）。
同様に、ベース層２０の貫通孔２５が樹脂層３０の貫通孔３５より若干短くても、インクの流動性によって、インクは樹脂層３０の貫通孔３５のすべての部分（両端部を含む）に行き渡る（充填状態となる）。

そして、樹脂層３０の貫通孔３５内のインクは、基板５０に対して付着する。こうして、樹脂層３０の貫通孔３５に対応したパターンで、基板５０に対して印刷が行われることとなる。

そして、この印刷用マスクにおいては、樹脂層３０の貫通孔３５は、レーザによって高精度に形成されている。このため、この印刷用マスクでは、高精度の印刷を行うことが可能である。

また、この印刷用マスクにおいては、ベース層２０が金属等によって形成され平板状をなしているとともに、貫通孔２５は、ベース層２０のうち、印刷パターン５５に概略的に対応する部分にのみ形成されている。また、ベース層２０（貫通孔２５）は、電鋳法によるものでなく、一様な厚みを有する平板状のもの（金属板等）に対してレーザの照射又はエッチングによって形成されたものである。さらに、その貫通孔２５は、複数の分断貫通孔２７に分断されており、複数の幅細の連結部２６を有している。
このため、ベース２０には大きな剛性が得られ、この印刷用マスクは、より正確な一平面状となり得る。こうして、その点でも、この印刷用マスクでは、高精度の印刷を行うことが可能なのである。

こうして、この印刷用マスクでは、基板５０上に対して高精度に配線をすることが可能なのである。

［実施例２］
次に、本発明の実施例２について、図６及び図７に基づいて説明する。実施例２は実施例１の変形例であるため、実施例１とのの相違点を中心に説明する。

この印刷用マスクも、ベース層１２０及び樹脂層３０を有している。
この印刷用マスクは、ベース層１２０の貫通孔１２５において、実施例１の印刷用マスクと相違する。
このベース層１２０の貫通孔１２５は、印刷パターン５５に概略的に対応して、多数の微孔１２７の集合体として形成されている。

この印刷用マスクでも、実施例１と同様の作用効果が得られる。
すなわち、この印刷用マスク（ベース層１２０）の上に供給されたインクは、ベース層１２０の貫通孔１２５（多数の各微孔１２７）に流入し、貫通孔１２５（各微孔１２７）内のインクは、樹脂層３０の貫通孔３５に到達する。インクは、流動性を有しているために、樹脂層３０の貫通孔３５のすべての部分に行き渡る（充填状態となる）。
そして、そのインクが基板５０に対して付着し、高精度の印刷が行われる。

なお、上記のものはあくまで本発明の複数の実施例にすぎず、当業者の知識に基づいて種々の変更を加えた態様で本発明を実施できることはもちろんである。

１５ インク供給用貫通孔
２０，１２０ ベース層
２５，１２５ 貫通孔
３０ 樹脂層
３５ 貫通孔

Claims (6)

1. 基板に対してセットされインク供給用貫通孔を通してインクが供給されることによって当該基板に対して所定の印刷パターンで印刷が行われるマスクであって、
   前記所定の印刷パターンに概略的に対応する貫通孔を有する平板状のベース層と、
   前記ベース層の下側に位置して前記基板に対向する層であり、前記所定の印刷パターンに対応し、前記ベース層の貫通孔とともに前記インク供給用貫通孔を構成する貫通孔を有する樹脂層と
   を有し、
   前記樹脂層の貫通孔はレーザの照射によって形成されている、
   印刷用マスク。
2. 請求項１に記載の印刷用マスクであって、
   前記ベース層は、一様な厚みを有する金属板に対して前記貫通孔が設けられて形成されている、
   印刷用マスク。
3. 請求項１又は請求項２に記載の印刷用マスクであって、
   前記ベース層の貫通孔は、レーザの照射又はエッチングによって、複数の孔状に形成されている、
   印刷用マスク。
4. 請求項１又は請求項２に記載の印刷用マスクであって、
   前記ベース層の貫通孔は、レーザの照射又はエッチングによって、前記所定の印刷パターンの大きさより小さい複数の微孔状に形成されている、
   印刷用マスク。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の印刷用マスクであって、
   前記樹脂層を形成する樹脂板が前記ベース層に対して取り付けられる前の段階において、当該樹脂板に対して前記貫通孔が形成されたものである、
   印刷用マスク。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載の印刷用マスクであって、
   太陽電池を製造するためのものである、
   印刷用マスク。

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