JP2016064624A - メタルマスクの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】従来のパターン部を備えたメタルマスクを再利用しつつ、且つフレームを共通化してスペースの効率を図ることができるメタルマスク及びその製造方法並びにスクリーン印刷版を提供する。【解決手段】メタルマスク２は、金属製で薄板形状で中央部分が貫通された開口部１２を有するメタルパネル１０と、該メタルパネル１０の周囲に沿って複数形成されてメタルパネル１０の周囲を保持するフレーム３に係合されるべき貫通孔からなる係合孔８と、金属製で薄板形状で前記開口部１２よりも大きい外縁を有するメタル板１１と、該メタル板１１に対して複数の貫通孔がパターン形状に形成されているパターン部５と、前記開口部１２を覆って前記メタル板１１を前記メタルパネル１０に対して接着することにより前記メタル板１１と前記メタルパネル１０とが重なる重なり部１３とを備えている。【選択図】 図１

Description

本発明は、スクリーン印刷法による表面半田実装のためのソルダペースト印刷等に用いられるメタルマスク及びその製造方法並びにスクリーン印刷版に関する。

従来のスクリーン印刷版は、略矩形のフレームの一方の面に「紗」と称されるポリエステル繊維等からなるシートを貼り付け、このシートに金属製のメタルマスクを接着して形成されていた。これらのフレーム、シート、メタルマスクは接着等により一体となっているので、ある程度の保管のためのスペースが必要であり、取り扱い性が悪いものであった。特に、フレームは人が取り扱うには大きく重いものであった。

このため、メタルマスクをフレームに対して直接脱着可能とし、フレームは種々のメタルマスクに対して共通に用いられるようにして保管スペースの縮小が結果として図られている印刷版が知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１の印刷版は、メタルマスクを直接フレームに取り付け、このメタルマスクを斜め下方に向けて引っ張ることでメタルマスクにテンションを与えている。また、シートも省略しているので製造工程の簡略化も図られている。

しかしながら、シートを不要としてフレームに対して直接メタルマスクを取り付けられるようにしたため、そのフレームで使用するために新たにメタルマスクを製造する必要がある。メタルマスクは略中央部が貫通されてパターン形成されているパターン部を有し、このパターン部を通して基板に対してインキを印刷する。新たにメタルマスクの製造が必要になることは、従来のフレームと一体となっているメタルマスクに形成されたパターン部も含めて製造しなければならないことになり、コストもかかり、今までの資源も無駄になる。このため、従来の開口部を備えたメタルマスクを再利用しつつ、且つフレームを共通化してスペースの効率を図るという要望がある。

特許第２９８９１８０号公報

本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、従来のパターン部を備えたメタルマスクを再利用しつつ、且つフレームを共通化してスペースの効率を図ることができるメタルマスク及びその製造方法並びにスクリーン印刷版を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明では、金属製で薄板形状であり、中央部分が貫通された開口部を有するメタルパネルと、該メタルパネルの周囲に沿って複数形成され、前記メタルパネルの周囲を保持するフレームに係合されるべき貫通孔からなる係合孔と、金属製で薄板形状であり、前記開口部よりも大きい外縁を有するメタル板と、該メタル板に対して複数の貫通孔がパターン形状に形成されているパターン部と、前記開口部を覆って前記メタル板を前記メタルパネルに対して接着することにより前記メタル板と前記メタルパネルとが重なる重なり部とを備えたことを特徴とするメタルマスクを提供する。

好ましくは、前記メタルパネルは、４辺がそれぞれ分割されたパネルセグメントで形成されている。

また、本発明では、金属製の板材をくり抜いて前記開口部を形成し、前記メタルパネルを形成するメタルパネル製造工程と、金属製の板材から前記パターン部が形成された前記メタル板を形成するメタル板製造工程と、前記開口部を前記メタル板で覆うようにして前記メタルパネルと前記メタル板とを重ねて接着し、前記重なり部を形成する接着工程とを備えたことを特徴とするメタルマスクの製造方法を提供する。

また本発明では、前記パネルセグメントを配することにより前記開口部を形成して前記メタルパネルを形成するメタルパネル製造工程と、金属製の板材から前記パターン部が形成された前記メタル板を形成するメタル板製造工程と、前記開口部を前記メタル板で覆うようにして前記メタルパネルと前記メタル板とを重ねて接着し、前記重なり部を形成する接着工程とを備えたことを特徴とするメタルマスクの製造方法を提供する。

好ましくは、前記メタル板製造工程にて、前記メタル板は、既に前記パターン部が形成されていて略矩形のフレームと一体化されているスクリーン印刷版を切り取ることにより形成される。

また、本発明では、前記係合孔に挿通するピンと、該ピンが周囲に沿って複数形成された前記フレームと、該フレームで前記メタルパネルを保持した状態で、前記メタルパネルを外方に引張るための引張り部とを備えたことを特徴とするスクリーン印刷版を提供する。

本発明によれば、メタル板として、従来のパターン部を備えたメタルマスクを再利用することができる。すなわち、フレームと一体化されている従来のメタルマスクのメタル部分のみを切り取ってメタル板とすることができる。これにより、フレームを共通化してスペースの効率を図ることができるとともに、従来のメタルマスクを再利用して新たなメタルマスクを製造することに対してコストを低減させることができる。また、再利用することは従来利用していたパターンをそのまま利用することができる。また、重なり部を設けることにより、メタル板とメタルパネルとを簡単に接着により一体化させることができ、製造効率が向上する。

またメタルパネルの各辺をパネルセグメントとして分割することにより、スクリーン印刷版として形成したときに、それぞれ各パネルセグメントを独立してピンにより引張ることができる。このためメタルパネルに貼り付けられたメタル板を確実に引張ることができ、最適なテンションをメタル板に与えることができる。また、接着時には各辺毎に位置合わせが可能であるので、作業性が向上する。また、従来のメタルマスクのメタル部分のみを切り取ったメタル板が使用や経年等により予め歪んでいたとしても、このように独立して各辺を引張ることができるので、メタル板がそもそも有している歪みを解消することができる。また、パネルセグメント毎にそれぞれ４方向にメタル板を引張ることで、メタル板の各辺を均一の力で引っ張ることができ安定したテンションを付与することができる。特にこの効果は、メタルパネルが一体である場合には枠の四隅に強力なテンションがかかってしまうことで実際に弊害がある場合（メタル板にそもそも歪みがあってその歪みが解消できない場合等）に有効である。

本発明に係るメタルマスクの概略平面図である。 本発明に係るメタルマスクの概略断面図である。 本発明に係るメタルマスクの製造方法のフローチャートである。 本発明に係るスクリーン印刷版の概略平面図である。 本発明に係る別のメタルマスクを形成するメタルパネルの概略平面図である。 図５のメタルパネルを用いたメタルマスクの概略平面図である。

図1及び図２に示すように、本発明に係るメタルマスク２は、メタルパネル１０とメタル板１１とを備えている。メタルパネル１０は、金属（例えばステンレス）製で薄板形状であり、中央部分が貫通されて開口部１２が形成されている。このメタルパネル１０には、その周囲に沿って貫通孔からなる係合孔８が複数形成されている。この係合孔８には、後述するフレーム３に備わるピン７が挿通される（図４参照）。これにより、メタルパネル１０の周囲はフレーム３に保持されることになる。

メタル板１１は、メタルパネル１０と同様金属製で薄板形状である。メタルパネル１０と同材質でもよいし、異なっていてもよい。メタル板１１の外縁、すなわち大きさは平面視にて開口部１２よりも大きい。このメタル板１１には略中央部に印刷領域４が形成されている。印刷領域４には、複数の貫通孔がパターン部５としてパターン形状に形成されている。このパターン部５は、印刷時にペースト（例えば半田ペースト）を充填するためのものであり、メタルマスク2に対する形状、位置等はメタルマスク2ごとに異なり、基板製造の際はその基板に合わせたメタルマスク2を選択して使用することになる。

メタル板１１はメタルパネル１０に対して重なって載置され、互いに接着により固定されている。このとき、上述したようにメタル板１１は開口部１２よりも大きいため、メタル板１１により開口部１２は全て覆われることになる。このように互いに重ねることで、メタル板１１の周縁と開口部１２の周縁との間には重なり部１３が形成される。すなわち、メタルパネル１０とメタル板１１とは重ねることで段差ができる。段差となっている重なり部１３の幅はおよそ１５ｍｍである。また、接着剤としては例えば主成分がメチル２−シアノアクリレートからなるシアノアクリレート系接着剤が用いられる。ただし、接着剤としては種々の接着剤を適用することができる。また、メタルパネル１０とメタル板１１とを互いに接着できればよいので、例えば両面テープを介してもよいし、互いに化学的に結合させて固着させてもよい。

上記のようなメタルマスク２を製造するための製造方法を図３を参照して説明する。

まず、メタルパネル製造工程を行う（ステップＳ１）。このメタルパネル製造工程は、金属製の板材をくり抜いて開口部１２を形成し、メタルパネル１０を製造する工程である。開口部１２と同時に、係合孔８等、フレーム３に保持されるために必要な加工も適宜施される。具体的には、メタルパネル１０は、開口部１２を形成せずにその領域を印刷領域４とすれば、通常のメタルマスクとしても利用できるように加工される。本発明では、このような通常のメタルマスクの製造工程に開口部１２を別途設けてメタルパネル１０とすることが特徴である。

次に、メタル板製造工程を行う（ステップＳ２）。このメタル板製造工程は、金属製の板材からパターン部が形成されたメタル板１１を製造する工程である。具体的には、金属製の板材とは従来のフレームと一体型のメタルマスクのことであり、既に印刷領域４にパターン部５が形成されているものである。例えば、従来のスクリーン印刷版である略矩形のフレームの一方の面に「紗」と称されるポリエステル繊維等からなるシートを貼り付け、このシートに金属製のメタルマスクを接着して形成されているものである。本工程は、この印刷領域４の周囲を切り取り、メタル板とするものである。従って本工程は何も加工されていない金属製の板材にパターン部５を形成するものではなく、予めパターン部５が形成されている金属製の板材に対してパターン部５の周囲を切り取ってメタル板１１とするものである。切り取る際に、その外縁は開口部１２よりも大きく設定される。なお、メタルパネル製造工程とメタル板製造工程はどちらを先に行ってもよいし、同時に行ってもよい。

次に、接着工程を行う（ステップＳ３）。この接着工程は、開口部１２をメタル板１１で覆うようにしてメタルパネル１０とメタル板１１とを重ねて接着する工程である。これにより、メタルパネル１０とメタル板１１との間に重なった部分である重なり部１３が形成される。以上の工程により、メタルマスク２は製造される。

本発明に係るメタルマスク２は図４に示すようにフレーム３に取り付けられてスクリーン印刷版１として利用される。フレーム３は、メタルマスク２の周縁に配され、メタルマスク２を保持して固定している。具体的には、フレーム３はメタルマスク２の周縁に一定の領域として形成された被挟持領域６を保持して固定している。したがって、フレーム３は被挟持領域６を含んでメタルマスク２の周縁に配されている。メタルマスク２の保持は、フレーム３の周囲に沿って複数設けられた係合部材であるピン７によって行われ、このピン７はメタルマスク２に直接係合する構造を有している。具体的には、メタルマスク２の周縁に沿って間隔を存して複数形成された係合孔８に対し、フレーム３に設けられたピン７が挿通されることで係合する。ピン７が挿通されたメタルマスク２の被挟持領域６は、フレーム３に設けられたカバー９によって覆われる。

ピン７はフレーム３内に配設された引張り部１４と連動している。例えば引張り部１４はエアチューブであり、エアチューブにエアを吸気するとピン７が内側に移動する。エアチューブからエアを排気するとピン７が外側に移動する。このエアチューブへの吸排気はフレーム３に備わる吸排気口１５から行われる。すなわち、エアチューブ（引張り部１４）からエアを排気してピン７を外方に移動させると、メタルマスク２は外方に引張られることになり、テンションがかかる。これにより、メタルマスク２に適切なテンションをかけることができる。このとき、メタルマスク２は被挟持領域６という一定の領域にて面でカバー９により押さえられているため、テンションがかかったメタルマスク２が使用時に跳ね上がることを防止できる。また、面で押さえることは、係合部材（ピン７）を移動させたときにメタルマスク２が引張られる部分の負荷をある程度低減できるので、係合孔８の劣化を極力抑制することができる。

すなわち、係合部材が複数のピン７で、被挟持領域６に設けられた複数の係合孔８にピン７を差し込んで固定するタイプであれば、ピン７が外方に移動して係合孔８の外側縁部が引張られても、カバー９により係合孔８が形成されている被挟持領域６は面で押さえられているため、係合孔８が広がることを防止でき、係合孔８の劣化を極力抑制することができる。また、この係合部材（ピン７）の移動方向は、メタルマスク２と平行方向であるので、メタルマスク２を外方に引張るために複雑な構造を必要とせず（斜め下方向に引張る等の複雑な構造が不要）、最も簡単な構造で実現できる。

また、メタルマスク２にはその周縁に沿って複数の係合孔が１列に並んで間隔を存して配されている。上述したようにピン７を挿入して外側に移動させると、係合孔８の外側縁部が引張られるため、係合孔８が外側に広がってしまうおそれがある。カバー９によって押さえ面で係合孔８が形成された被挟持領域６を面で覆うことで、このような係合孔８の劣化は防止できるが、さらに効果を高めるために以下の構造を採用することが好ましい。

すなわち、メタルマスク２の外縁に補強代１６を設ける。補強代１６は、メタルマスク２の外縁からさらに外方に向けて形成され、折り曲げることによりメタルマスク２の内側に向けて形成される。折り曲げ後の補強代１６は、図１の破線で示すように、係合孔８の係合孔の最外縁に沿っている。このように、メタルマスク２の外縁に補強代１６を設ければ、ピン７によってメタルマスク２が引張られたときの係合孔８の外側縁部の補強として機能するので、ピン７の移動によって係合孔８が広がって変形することを防止できる。

また、このような補強代１６を設けることで、メタルマスク２の外縁は金属板の折り曲げ部位となるので、金属板の切断縁がむき出しとなることはない。したがって、メタルマスク２を取り扱う際の安全性や取り扱い性の向上を図ることができる。

以上説明したように、本発明によれば、メタル板１１として、従来のパターン部５を備えたメタルマスク２を再利用することができる。すなわち、フレーム３と一体化されている従来のメタルマスク２のメタル部分のみを切り取ってメタル板１１とすることができる。これにより、フレーム３を共通化してスペースの効率を図ることができるとともに、従来のメタルマスク２を再利用して新たなメタルマスク２を製造することに対してコストを低減させることができる。また、再利用することは従来利用していたパターンをそのまま利用することができる。また、重なり部１３を設けることにより、メタル板１１とメタルパネル１０とを簡単に接着により一体化させることができ、製造効率が向上する。

図５に示すように、メタルパネル１０はそれぞれ４辺の位置に配されるように分割されたパネルセグメント１０ａ〜１０ｄで形成されていてもよい。パネルセグメント１０ａ〜１０ｄは、それぞれ略矩形の各辺を形成するように配されている。各パネルセグメント１０ａ〜１０ｄをこのように配することにより、開口部１２の外縁が各パネルセグメント１０ａ〜１０ｄにて規定され、結果として開口部１２が形成される。なお、各パネルセグメント１０ａ〜１０ｄは完全に接触していなくてもある程度の矩形の外縁を形成していればよい。この場合でも、開口部１２はメタルパネル１０を貫通しているといえる。すなわちメタルパネル１０を貫通とは、ある程度矩形と判断できる各辺を有するものの中央部分を挿通可能に形成されていることをいう。

ここで各パネルセグメント１０ａ〜１０ｄの内側には接着領域１７が形成されている。この接着領域１７の長さは各パネルセグメント１０ａ〜１０ｄの長手方向に沿って延びている。この接着領域１７に接着剤を塗布し、メタル板１１を接着する。

なお、この例においては図３で示すメタルパネル製造工程（ステップＳ１）が以下のようになる。各パネルセグメント１０ａ〜１０ｄをメタルパネル１０の各辺の位置になるように配し、開口部１２を形成する。これによりメタルパネル１０を形成する。

このようなメタルパネル１０にメタル板１１を接着すると、図６に示すように平面視にて各パネルセグメント１０ａ〜１０ｄの接着領域１７がメタル板１１にて覆われる。これによりメタル板１１とメタルパネル１０との間に重なり部１３が形成される。重なり部１３の幅は上述した例と同様約１５ｍｍである。

このようにメタルパネル１０の各辺をパネルセグメント１０ａ〜１０ｄとして分割することにより、スクリーン印刷版１として形成したときに、それぞれ各パネルセグメント１０ａ〜１０ｄを独立してピン７により引張ることができる。このためメタルパネル１０に貼り付けられたメタル板１１を確実に引張ることができ、最適なテンションをメタル板１１に与えることができる。また、接着時には各辺毎に位置合わせが可能であるので、作業性が向上する。また、従来のメタルマスクのメタル部分のみを切り取ったメタル板１１が使用や経年等により予め歪んでいたとしても、このように独立して各辺を引張ることができるので、メタル板１１がそもそも有している歪みを解消することができる。また、パネルセグメント１０ａ〜１０ｄ毎にそれぞれ４方向にメタル板１１を引張ることで、メタル板１１の各辺を均一の力で引っ張ることができ安定したテンションを付与することができる。特にこの効果は、メタルパネル１０が一体である場合には枠の四隅に強力なテンションがかかってしまうことで実際に弊害がある場合（メタル板にそもそも歪みがあってその歪みが解消できない場合等）に有効である。

なお図５及び図６ではメタルパネル１０に形成される係合孔８や補強代１６は省略して記載している。その他の構成、作用、効果は図１〜図４の例と同様である。

１：スクリーン印刷版、２：メタルマスク、３：フレーム、４：印刷領域、５：パターン部、６：被挟持領域、７：ピン、８：係合孔、９：カバー、１０：メタルパネル、１１：メタル板、１２：開口部、１３：重なり部、１４：引張り部、１５：吸排気口、１６：補強代、１７：接着領域

本発明は、スクリーン印刷法による表面半田実装のためのソルダペースト印刷等に用い
られるメタルマスクの製造方法及びスクリーン印刷版に関する。

本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、従来のパターン部を備えたメタルマ
スクを再利用しつつ、且つフレームを共通化してスペースの効率を図ることができるメタルマスクの製造方法及びスクリーン印刷版を提供することを目的とする。

本発明は、スクリーン印刷法による表面半田実装のためのソルダペースト印刷等に用い
られるメタルマスクの製造方法に関する。

本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、従来のパターン部を備えたメタルマ
スクを再利用しつつ、且つフレームを共通化してスペースの効率を図ることができるメタルマスクの製造方法を提供することを目的とする。

Claims (6)

1. 金属製で薄板形状であり、中央部分が貫通された開口部を有するメタルパネルと、
   該メタルパネルの周囲に沿って複数形成され、前記メタルパネルの周囲を保持するフレームに係合されるべき貫通孔からなる係合孔と、
   金属製で薄板形状であり、前記開口部よりも大きい外縁を有するメタル板と、
   該メタル板に対して複数の貫通孔がパターン形状に形成されているパターン部と、
   前記開口部を覆って前記メタル板を前記メタルパネルに対して接着することにより前記メタル板と前記メタルパネルとが重なる重なり部とを備えたことを特徴とするメタルマスク。
2. 前記メタルパネルは、４辺がそれぞれ分割されたパネルセグメントで形成されていることを特徴とする請求項１に記載のメタルマスク。
3. 金属製の板材をくり抜いて前記開口部を形成し、前記メタルパネルを形成するメタルパネル製造工程と、
   金属製の板材から前記パターン部が形成された前記メタル板を形成するメタル板製造工程と、
   前記開口部を前記メタル板で覆うようにして前記メタルパネルと前記メタル板とを重ねて接着し、前記重なり部を形成する接着工程とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のメタルマスクを製造するためのメタルマスクの製造方法。
4. 前記パネルセグメントを配することにより前記開口部を形成して前記メタルパネルを形成するメタルパネル製造工程と、
   金属製の板材から前記パターン部が形成された前記メタル板を形成するメタル板製造工程と、
   前記開口部を前記メタル板で覆うようにして前記メタルパネルと前記メタル板とを重ねて接着し、前記重なり部を形成する接着工程とを備えたことを特徴とする請求項２に記載のメタルマスクを製造するためのメタルマスクの製造方法。
5. 前記メタル板製造工程にて、前記メタル板は、既に前記パターン部が形成されていて略矩形のフレームと一体化されているスクリーン印刷版を切り取ることにより形成されることを特徴とする請求項３又は４に記載のメタルマスクの製造方法。
6. 前記係合孔に挿通するピンと、
   該ピンが周囲に沿って複数形成された前記フレームと、
   該フレームで前記メタルパネルを保持した状態で、前記メタルパネルを外方に引張るための引張り部とを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のメタルマスクを保持するためのスクリーン印刷版。

Images