JP2017035862A - 印刷用メタルマスク - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で、開口部から押し出される塗布剤の形状の安定化を図り、もって塗布剤の塗布量を均一化することができる印刷用メタルマスクを実現する。
【解決手段】印刷用メタルマスク１０１は、スクリーン印刷法で基材１上に接着剤（塗布剤）を塗布する際に、該基材上に配置され、塗布剤を押し出すための開口部２０Ａを有する。印刷用メタルマスクは、開口部の内壁２１ａ、２１ｂの少なくとも一部に、開口部に充填された塗布剤５０のうち、開口部から押し出される塗布剤５０ａと接触しつつ開口部から押し出されることなく残余する塗布剤５０ｂを保持する傾斜面３１（保持面）を形成した構造を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、スリーン印刷法を用いて、接着剤を塗布するための印刷用メタルマスクに関する。

たとえば、燃料電池の膜電極接合体（ＭＥＡ：Ｍｅｍｂｒａｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）と、膜電極接合体の両面に配置するセパレータとは、接着剤によって接合されシールされている。

セパレータなどの基材上に接着剤を均一に塗布する方法としては、たとえば、印刷法が挙げられる。印刷法の中でも、スクリーン印刷法が簡単である。スクリーン印刷法は、ステンレス鋼等のメタルマスクに開口部パターンを形成し、塗布剤をメタルマスクの開口部から押し出して印刷する方法である。

印刷用メタルマスクに関する技術としては、たとえば、印刷用メタルマスクの開口部内壁面および基板面に、ソルダペーストに対して良好な抜け性を有するシリコーングラフトのフッ素樹脂からなる高分子化合物の被覆層を形成させた印刷用メタルマスクが開示されている（特許文献１参照）。

特開２００２−１９２８５０号公報

ところで、基材上に接着剤を印刷した後、基材上からメタルマスクを離脱させる際に、メタルマスクの開口部内壁の摩擦力で接着剤がせん断力を受ける。接着剤がせん断力を受けると、基材上に印刷形成した接着剤の両縁部が突き出て、いわゆる角が立ってしまう。この角の立った状態の接着剤には、角同士の間に凹部が存在する。したがって、後の積層工程において基材同士を積層する際に、接着剤の角同士の間の凹部に空気が入り込みやすく、基材間のシール性能を低下させる要因となっている。

また、接着剤がせん断力を受けることによって、基材上に印刷形成した接着剤の形状が不安定となり、接着剤の塗布量にばらつきが生じている。

特許文献１の印刷用メタルマスクは、メタルマスクの開口部内壁面及び基板面に、ソルダペーストに対して良好な抜け性を有する高分子化合物の被覆層を形成している。しかし、メタルマスクの開口部内壁面および基板面への被覆層の形成は、手間が掛かり、製造コストの増大を招くことになる。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構造で、開口部から押し出される塗布剤の形状の安定化を図り、もって塗布剤の塗布量を均一化することができる印刷用メタルマスクの提供を目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る印刷用メタルマスクは、スクリーン印刷法で基材上に塗布剤を塗布する際に、該基材上に配置され、前記塗布剤を押し出すための開口部を有する印刷用メタルマスクである。印刷用メタルマスクは、前記開口部の内壁の少なくとも一部に、前記開口部に充填された前記塗布剤のうち、前記開口部から押し出される前記塗布剤と接触しつつ前記開口部から押し出されることなく残余する前記塗布剤を保持する保持面を形成した構造を有する。

本発明に係る印刷用メタルマスクは、開口部の内壁の少なくとも一部に、開口部に充填された塗布剤のうち、開口部から押し出される塗布剤と接触しつつ開口部から押し出されることなく残余する塗布剤を保持する保持面を形成した構造を有する。開口部から押し出される塗布剤は、保持面に残余する塗布剤と接触しながら押し出されるので、保持面に直接接触する場合に比べると摩擦による抵抗が小さい。この結果、開口部から押し出される塗布剤が受けるせん断力を小さくでき、基材上に印刷形成した塗布剤の形状が安定する。したがって、本発明によれば、簡単な構造で、開口部から押し出される塗布剤の形状の安定化を図り、もって塗布剤の塗布量を均一化することができる。

スクリーン印刷法の概念の説明に供する図である。 燃料電池用のセパレータにスクリーン印刷法によって接着剤を印刷（塗布）し、膜電極接合体と接合する手順を示す概略フロー図である。 本実施形態に係る印刷用メタルマスクの開口部パターン例の説明に供する図である。 本実施形態に係るメタルマスクの開口部形状および基材上における塗布剤の状態の説明に供する図である。 本実施形態に係る印刷用メタルマスクの開口部形状のバリエーションの縦断面図である。 開口部内壁の両側に傾斜面を有するメタルマスクの説明に供する図である。 開口部内壁の左片側に傾斜面を有するメタルマスクの説明に供する図である。 開口部内壁の右片側に傾斜面を有するメタルマスクの説明に供する図である。 開口部内壁の両側上端部に曲面を有するメタルマスクの説明に供する図である。 本実施形態に係るメタルマスクの変形例の縦断面図である。 対比例のメタルマスクを用いた場合の基材上における塗布剤のばらつき状態の説明に供する図である。 対比例のメタルマスクの開口部形状の説明に供する図である。 対比例のメタルマスクで形成した接着剤への空気入り込み状態の説明に供する図である。

以下、添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。図面の寸法比率は、説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる。

本実施形態に係る印刷用メタルマスクは、開口部の内壁の少なくとも一部に、開口部に充填された塗布剤のうち、開口部から押し出される塗布剤と接触しつつ開口部から押し出されることなく残余する塗布剤を保持する保持面を形成した構造を有する。さらに、本実施形態に係る印刷用メタルマスクは、基材への塗布剤の塗布部位に応じて、塗布剤を押し出す量が均等となるように開口部の縦断面形状を変えている。したがって、本実施形態によれば、簡単な構造で、開口部から押し出される塗布剤の形状の安定化を図り、もって塗布剤の塗布量を均一化することができる印刷用メタルマスクを実現することができるようになる。

本実施形態に係る印刷用メタルマスクは、スクリーン印刷法を用いた接着剤の印刷（塗布）に適している。まず、図１Ａ、図１Ｂを参照して、スクリーン印刷法の概念について説明する。図１Ａは、スクリーン印刷法の概念の説明に供する図、図１Ｂは、燃料電池用のセパレータにスクリーン印刷法によって接着剤を印刷（塗布）し、膜電極接合体と接合する手順を示す概略フロー図である。

図１Ａ、図１Ｂに示すように、スクリーン印刷法は、セパレータなどの基材１上にメタルマスク１００を配置し、メタルマスク１００上に塗布剤５０を付与し、スキージ３と呼ばれるゴム板でメタルマスク１００の表面を加圧・移動することにより、メタルマスク１００の開口部２０から塗布剤５０を押し出す印刷法である。基材１は、基台４上に載置される。メタルマスク１００は、クランプ５によって保持される。本実施形態では、塗布剤５０として接着剤を用いる。セパレータ上に接着剤を印刷した後、基材上からメタルマスクを離脱させ、セパレータと膜電極接合体とを接着剤によって接合する。

次に、図２、図３を参照して、本実施形態に係る印刷用メタルマスクの構成について説明する。図２は本実施形態に係る印刷用メタルマスクの開口部パターン例の説明に供する図である。なお、図２（ｄ）は、図２（ａ）のＸ−Ｘ線矢視断面図である。図３は本実施形態に係るメタルマスクの開口部形状および基材上における塗布剤の状態の説明に供する図である。

印刷用メタルマスク（以下、単に「メタルマスク」と称する）１００には、所望の印刷パターンに応じて開口部パターンが形成される。図２に示すように、本実施形態に係るメタルマスク１００の開口部パターンは、中央部の矩形領域１００Ａを囲むように、４箇所のＬ字状の開口部２０が形成されている。中央部の矩形領域１００Ａには、たとえば、燃料電池の膜電極接合体（ＭＥＡ）が配置される。本実施形態に係るメタルマスク１００の開口部パターンは例示であって、図２に示す開口部パターンに限定されない。

本実施形態に係るメタルマスク１００は、開口部２０の内壁２１の少なくとも一部に、開口部２０に充填された接着剤５０のうち、開口部２０から押し出される接着剤５０ａと接触しつつ開口部２０から押し出されることなく残余する接着剤５０ｂを保持する傾斜面３１を形成した構造を有する（図３、図５を参照）。この傾斜面３１が「保持面」に相当する。さらに、本実施形態に係る印刷用メタルマスク１００は、基材１への接着剤の塗布部位に応じて、開口部２０から接着剤を押し出す量が均等となるように、当該開口部２０の縦断面形状を変えている。すなわち、本実施形態に係るメタルマスク１００は、複数の縦断面形状の異なる開口部２０を同一の当該メタルマスク１００の開口部パターンとして混在させている。

たとえば、図２のメタルマスク１００において、（ｂ）の塗布部位には、縦断面形状が等脚台形状の開口部２０Ａが形成されている。メタルマスク１００の表面側の上底の長さは、基材１の側の下底の長さよりも長い。したがって、開口部２０Ａの縦断面形状は、基材１に向かうに連れて減少する。なお、本明細書においては、開口部２０Ａのように上底部が下底部よりも長い台形形状を、説明の便宜上、「逆テーパー形状」とも称する。また、（ｃ）の塗布部位には、縦断面形状が左側傾斜の不等脚台形状の開口部２０Ｂが形成されている。開口部２０Ｂも逆テーパー形状を有する。本実施形態では、図２（ｂ）（ｃ）に示すように、開口部２０Ａ、２０Ｂの傾斜面３１と基材面との成す角度θは、鋭角となっている。また、図２（ｄ）に示すように、スキージ移動方向Ｓに沿った方向における開口部２０Ｅの縦断面形状は、方形状に形成されている。

スキージの移動方向に対して直交する方向の開口部には接着剤が入り込み難いので、開口部の形成部位によって接着剤の塗布量にばらつきが生じてしまう。これに対して、本実施形態に係るメタルマスク１００は、スキージ３の移動方向Ｓと、当該スキージ移動方向Ｓに対して直交する方向とで、開口部２０の縦断面形状を変えている。スキージ３の移動方向Ｓに対してメタルマスク１００の部位ごとに接着剤が流動しやすい縦断面形状を配置することによって、接着剤の塗布量ばらつきを低減することができる。たとえば、逆テーパー形状の開口部２０Ｂの縦断面形状のように、スキージ３の移動方向Ｓに対して上流側の間口を広く設けることによって、スキージ３の移動に伴って開口部２０Ｂの中に接着剤が流動しやすくなる。このため、メタルマスク１００の部位ごとにおける接着剤の塗布量ばらつきを低減することができる。

メタルマスク１００は、クランプ５によって保持されているが（図１Ａ参照）、中央部が撓みやすい。したがって、メタルマスク１００の印刷位置によって、接着剤の塗布量にばらつきが生じやすい（図１０参照）。そこで、図３に示すように、本実施形態に係るメタルマスク１００では、傾斜面３１と基材面との成す角度θは、スキージ３の移動方向Ｓの中点に向かうにしたがって小さくなるように設定されている。このように構成することによって、スキージ３の移動方向Ｓの中点に向かうにしたがって、メタルマスク１００が基材面から離れるときの抵抗が小さくなる。この結果、開口部２０から押し出される接着剤５０ａが、傾斜面３１に保持された接着剤５０ｂを引っ張ることが少なくなる。すなわち、スキージ３の移動方向Ｓに対して、メタルマスク１００の塗布部位に応じて、開口部形状を選択配置することで、塗布量ばらつきを低減することができる。

次に図４を参照して、本実施形態に係る印刷用メタルマスクの開口部形状のバリエーションについて説明する。なお、説明の便宜上、開口部形状の異なるメタルマスクに１０１〜１０４の符号を付する。

図４に示すように、メタルマスク１００は、文字通り、金属製のマスクである。メタルマスク１００の金属層１０の材質としては、たとえば、ＳＵＳ３０４等のオーステナイト系ステンレス鋼が挙げられる。当該金属層１０の材質は、耐久性、印刷精度、防食性等を有することが好ましく、例示の材料に限定されない。

金属層１０に区画形成された開口部２０は、接着剤を押し出すための貫通部である。開口部２０の形成には、たとえば、レジストパターンを用いたエッチング法や、ＹＡＧレーザビーム等を用いたレーザ加工法、エンドミルを用いた切削加工などが用いられる。開口部２０の加工法は例示の加工法に限定されず、メタルマスク１００の材質に応じた加工法が適宜選択される。

図４（ａ）のメタルマスク１０１は、図２（ｂ）と同様に、開口部２０Ａの両側内壁２１ａ、２１ｂに、傾斜面３１、３１が形成されている。

図４（ｂ）のメタルマスク１０２は、図２（ｃ）と同様に、開口部２０Ｂの左片側内壁２１ａに、傾斜面３１が形成されている。

図４（ｃ）のメタルマスク１０３は、開口部２０Ｃの右片側内壁２１ｂに、傾斜面３１が形成されている。

図４（ｄ）のメタルマスク１０４は、ほぼ矩形状の開口部２０Ｄの両側内壁２１ａ、２１ｂの下端部に、曲面３２、３２が形成されている。詳しくは、このメタルマスク１０４は、開口部２０Ｄの内壁２１の少なくとも一部に、開口部２０Ｄに充填された接着剤５０のうち、開口部２０Ｄから押し出される接着剤５０ａと接触しつつ開口部２０Ｄから押し出されることなく残余する接着剤５０ｂを保持する曲面３２を形成した構造を有する。この曲面３２が「保持面」に相当する。

以下、メタルマスク１０１〜１０４について、詳細に説明する。

まず、開口部２０Ａの両側内壁２１ａ、２１ｂに傾斜面３１を有するメタルマスク１０１について説明する。図５は開口部内壁の両側に傾斜面を有するメタルマスクの説明に供する図である。

図５（ａ）に示すように、メタルマスク１０１の金属層１０には、縦断面において等脚台形状の開口部２０Ａが形成されている。当該メタルマスク１０１は、開口部２０Ａの両側内壁２１ａ、２１ｂに傾斜面３１、３１を有する。開口部２０Ａの傾斜面３１と基材面との成す角度θは、鋭角となっている。これらの傾斜面３１、３１は、開口部２０Ａの縦断面形状が基材１に向かうに連れて減少するように傾斜している。開口部２０Ａの縦断面形状は、逆テーパー形状を有する。開口部２０Ａに充填された接着剤５０のうち、開口部２０Ａから押し出される接着剤５０ａは、傾斜面３１、３１に残余する接着剤５０ｂと接触しながら押し出されるので、傾斜面３１、３１に直接接触する場合に比べると摩擦による抵抗が小さい。この結果、開口部２０Ａから押し出される接着剤５０ａが受けるせん断力を小さくでき、基材１上に印刷形成した接着剤５０ａの形状が安定する。このように、開口部２０Ａから押し出される接着剤５０ａにおける側面の抵抗が少ないので、基材１からメタルマスク１０１を離脱させるのが容易である。このメタルマスク１０１を用いて接着剤５０のスクリーン印刷を行うと、基材１上には、縦断面において方形状の接着剤５０ａが形成される。後の積層工程については、後述する。

次に、開口部２０Ｂの左側内壁２１ａに傾斜面３１を有するメタルマスク１０２について説明する。図６は開口部内壁の左片側に傾斜面を有するメタルマスクの説明に供する図である。

図６（ａ）に示すように、メタルマスク１０２の金属層１０には、縦断面において左側傾斜の不等脚台形状の開口部２０Ｂが形成されている。当該メタルマスク１０２は、開口部２０Ｂの左側内壁２１ａに傾斜面３１を有し、傾斜面３１と基材面との成す角度θが鋭角で、右側内壁２１ｂと基材面との成す角度が直角に形成されている。すなわち、左側内壁２１ａは基材１へ向けて順次減幅した傾斜面３１であるが、右側内壁２１ｂは基板１に対して垂直壁となっている。

したがって、このメタルマスク１０２を用いて接着剤５０のスクリーン印刷を行い、基材１から当該メタルマスク１０２を離脱させると、基材１上には、縦断面において概ね方形状の接着剤５０ａが形成される。基材１上に形成した接着剤５０ａの右側上部には、接着剤５０ａが上方へ突き出し、いわゆる角５１が形成される。また、角５１の下方には、凹部５２が形成される。右側内壁２１ｂが垂直壁であり、接着剤５０を開口部２０Ｂに充填したときにエアーが巻き込まれて残存しやすい。このエアーによって角５１の下方に凹部５２が形成されることになる。一方、左側内壁２１ａが逆テーパー形状に傾斜していることから、エアーの逃げ場所を簡単に作ることができ、接着剤５０を開口部２０Ｂに充填してもエアーが抜け易く、残存し難い。したがって、基材１上に形成した接着剤５０ａの左側面に凹部が形成されることはない。後の積層工程については、後述する。

次に、開口部２０Ｃの右側内壁２１ｂに傾斜面３１を有するメタルマスク１０３について説明する。図７は開口部内壁の右片側に傾斜面を有するメタルマスクの説明に供する図である。

図７（ａ）に示すように、メタルマスク１０３の金属層１０には、縦断面において右側傾斜の不等脚台形状の開口部２０Ｃが形成されている。当該メタルマスク１０３は、開口部２０Ｃの右側内壁２１ｂに傾斜面３１を有し、傾斜面３１と基材面との成す角度θが鋭角で、左側内壁２１ａと基材面との成す角度が直角に形成されている。すなわち、右側内壁２１ａは基材１へ向けて順次減幅した傾斜面３１であるが、左側内壁２１ａは基板１に対して垂直壁となっている。

したがって、このメタルマスク１０３を用いて接着剤５０のスクリーン印刷を行い、基材１から当該メタルマスク１０３を離脱させると、基材１上には、縦断面において概ね方形状の接着剤５０ａが形成される。基材１上に形成した接着剤５０ａの左側上部には、接着剤５０ａが上方へ突き出し、いわゆる角５１が形成される。また、角５１の下方には、凹部５２が形成される。後の積層工程については、後述する。

次に、開口部２０Ｄの両側内壁２１ａ、２１ｂの下端部に、曲面３２、３２を有するメタルマスク１０４について説明する。図８は開口部内壁の両側上端部に曲面を有するメタルマスクの説明に供する図である。

図８（ａ）に示すように、メタルマスク１０４の金属層１０には、縦断面において、ほぼ矩形状の開口部２０Ｄが形成されている。当該メタルマスク１０４は、開口部２０Ｄの両側内壁２１ａ、２１ｂの下端部に曲面３２、３２を有する。曲面３２と基材面との成す角度θが鋭角に形成されている。すなわち、両側内壁２１ａ、２１ｂは基材１へ向けて順次減幅した曲面３２となっている。

したがって、このメタルマスク１０４を用いて接着剤５０ａのスクリーン印刷を行い、基材１から当該メタルマスク１０４を離脱させると、基材１上には、縦断面において方形状の接着剤５０ａが形成される。後の積層工程については、後述する。

次に、本実施形態に係る印刷用メタルマスク１００の作用について説明する。図１０は対比例のメタルマスクを用いた場合の基材上における接着剤のばらつき状態の説明に供する図である。図１１は対比例のメタルマスクの開口部形状の説明に供する図である。図１２は対比例のメタルマスクで形成した接着剤への空気の巻き込み状態の説明に供する図である。

図１０に示すように、メタルマスク２００には、所望の印刷パターンに応じて開口部パターンが形成される。対比例のメタルマスク２００では、各開口部２２０の縦断面形状は同一形状に形成されている。対比例のメタルマスク２００の各開口部２２０の縦断面形状は、たとえば、方形状を呈している。対比例のメタルマスク２００を用いて、同一の基材１上の複数箇所に接着剤５０を形成すると、接着剤５０の塗布量にばらつきが生じる。また、角５１立ちの大きさにもばらつきが生じる。メタルマスク２００は中央部が撓みやすいので、各開口部２２０の縦断面形状および寸法が同じであっても、印刷位置によって接着剤の塗布量にばらつきが生じやすい。

図１１（ａ）（ｂ）に示すように、対比例のメタルマスク２００を用いて接着剤５０のスクリーン印刷を行い、基材１から当該メタルマスク２００を離脱させると、基材１には、開口部２２０と同じ方形状の接着剤５０が形成されるのが理想的である。図１１（ｂ）において、４０は接着剤５０に混入した空気である。

図１１（ｃ）に示すように、基材１上からメタルマスク２００を離脱させる際に、当該メタルマスク２００の開口部内壁２２１ａ、２２１ｂの摩擦力４５で接着剤５０がせん断力を受ける。接着剤５０がせん断力を受けると、接着剤５０の両縁部に角５１、５１が立ってしまう。この角５１、５１の立った状態の接着剤５０には、当該角５１、５１の間に凹部５２が存在する。基材１に形成された接着剤５０の両側部にも、エアー４０が巻き込まれて残存し、くびれた凹部５２、５２が存在する。

したがって、後の積層工程において、図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の手順で基材１、２同士を積層する際に、接着剤５０の凹部５２に空気４０が入り込みやすい。接着剤５０に空気４０が混入することによって、基材１、２間のシール性能が低下することになる。

これに対し、本実施形態に係るメタルマスク１００は、図２に示すように、開口部２０の内壁２１の少なくとも一部に、開口部２０に充填された接着剤５０のうち、開口部２０から押し出される接着剤５０ａと接触しつつ開口部２０から押し出されることなく残余する接着剤５０ｂを保持する傾斜面３１を形成した構造を有する。さらに、本実施形態に係る印刷用メタルマスク１００は、基材１への接着剤の塗布部位に応じて、開口部２０から接着剤を押し出す量が均等となるように、当該開口部２０の縦断面形状を変えている。すなわち、本実施形態に係るメタルマスク１００は、複数の縦断面形状の異なる開口部２０を同一の当該メタルマスク１００の開口部パターンとして混在させている。基材への接着剤の塗布部位に応じて、開口部２０から接着剤を押し出す量が均等となるように、当該開口部２０の縦断面形状を変えることにより、印刷位置による接着剤の塗布量のばらつきを低減することができる。

また、開口部２０の縦断面形状の少なくとも一部と基材面との成す角度θは、鋭角となるように設定されている。本実施形態では、図２（ｂ）（ｃ）に示すように、開口部２０Ａ、２０Ｂの縦断面形状の傾斜部３１と基材面との成す角度θが鋭角となっている。さらに、本実施形態では、図４（ｄ）に示すように、開口部２０の縦断面形状の曲面３２と基材面との成す角度θも同様に、鋭角となっている。これにより、接着剤の抜け性が向上し、基材１上に形成される接着剤５０ａの形状が方形状になるので、後工程における基材の積層時に空気の巻き込みが生じない。

さらに、対比例のメタルマスクでは、スキージ移動方向に対して直交する方向の開口部にはスキージが一瞬で通りすぎ、接着剤が入り込み難いので、開口部の形成部位によって接着剤の塗布量にばらつきが生じていた。そこで、本実施形態に係るメタルマスク１００では、図２に示すように、スキージ３の移動方向Ｓと、当該スキージ移動方向Ｓに対して直交する方向とで、開口部２０の縦断面形状を変えている。これにより、スキージ３の移動方向Ｓと、当該スキージ移動方向Ｓに対して直交する方向との接着剤の塗布量のばらつきを低減することができる。

特に、本実施形態に係るメタルマスク１００では、図３に示すように、開口部２０の縦断面形状の少なくとも一部と基材面との成す角度θがスキージ３の移動方向Ｓの中点に向かうにしたがって小さくなるように設定されている。本実施形態に係るメタルマスク１０１を用いて、同一の基材１上の複数箇所に接着剤５０ａを形成すると、接着剤５０ａの傾斜の程度には差があるものの、塗布量はほぼ同等であった。すなわち、スキージ３の移動方向Ｓに対して、メタルマスク１００の塗布部位に応じて、開口部形状を選択配置することで、塗布量ばらつきを低減することができる。

さらに、本実施形態に係るメタルマスク１００では、図５に示すように、逆テーパー形状を有する開口部２０Ａにおいて、傾斜面３１、３１は、開口部２０Ａの縦断面形状が基材１に向かうに連れて減少するように傾斜している。傾斜面３１、３１の上には、開口部２０Ａから押し出される接着剤５０ａと接触する接着剤５０ｂが残留している。このため、塗布ばらつきの低減を持続させることができる。傾斜面３１、３１の上の接着剤５０ｂは残留し続けるのではなく、以降の塗布工程において、開口部２０Ａから押し出される接着剤５０ａに含まれることになる。傾斜面３１、３１の上には新たに充填された接着剤５０の一部が順次残留するため、残余の接着剤５０ｂが塗布品質に悪影響を及ぼすことはない。

また、本実施形態に係るメタルマスク１０１〜１０４では、図４に示すように、開口部２０Ａ〜２０Ｄを区画する内壁２１ａ、２１ｂが傾斜面３１もしくは曲面３２を有する。傾斜面３１もしくは曲面３２は、開口部２０Ａ〜２０Ｄ内に残余する接着剤５０ｂを保持する保持面として機能する。

図４（ａ）のメタルマスク１０１は、開口部２０Ａの両側内壁２１ａ、２１ｂが傾斜面３１で形成されている。図５（ａ）に示すように、このメタルマスク１０１を用いて接着剤５０ａのスクリーン印刷を行い、基材１から当該メタルマスク１０１を離脱させると、基材１上には、縦断面において方形状の接着剤５０ａが形成される。

図５（ｂ）に示すように、基材１上に形成した接着剤５０ａは方形状を呈しているので、後の積層工程で基材２を積層して基板１、２同士を接着する際に、空気は両側方へ逃げる。したがって、メタルマスク１０１では、基板１、２同士を接着する際に、接着剤５０ａへ空気が入り込むのを防止することができる。

また、図４（ｂ）のメタルマスク１０２は、開口部２０Ｂの左側内壁２１ａに傾斜面３１を有する。図６（ａ）に示すように、このメタルマスク１０２を用いて接着剤５０ａのスクリーン印刷を行い、基材１から当該メタルマスク１０２を離脱させると、基材１上には、縦断面において概ね方形状の接着剤５０ａが形成される。

基材１上に形成した接着剤５０ａの右側上部には、接着剤５０ａが上方へ突き出し、いわゆる角５１が形成される。また、角５１の下方には、凹部５２が形成される。

図６（ｂ）に示すように、基材１上に形成した接着剤５０ａは概ね方形状を呈している。後の積層工程で基材２を積層して基板１、２同士を接着する際に、角５１の側方の空気は矢印Ａのように左側方へ逃げる。また、接着剤５０ａの凹部５２は、積層時の押圧力により潰れて、矢印Ｂのように右側方へ逃げやすい。したがって、メタルマスク１０２では、基板１、２同士を接着する際に、接着剤５０ａへ空気が入り込むのを防止することができる。

さらに、図４（ｃ）のメタルマスク１０３は、開口部２０Ｃの右側内壁２１ｂに傾斜面３１を有する。図７（ａ）に示すように、このメタルマスク１０３を用いて接着剤５０ａのスクリーン印刷を行い、基材１から当該メタルマスク１０３を離脱させると、基材１上には、縦断面において概ね方形状の接着剤５０ａが形成される。

基材１上に形成した接着剤５０ａの左側上部には、接着剤５０ａが上方へ突き出し、いわゆる角５１が形成される。また、角５１の下方には、凹部５２が形成される。

図７（ｂ）に示すように、基材１上に形成した接着剤５０ａは概ね方形状を呈している。後の積層工程で基材２を積層して基板１、２同士を接着する際に、角５１の側方の空気は矢印Ｃのように右側方へ逃げる。また、接着剤５０ａの凹部５２は、積層時の押圧力により潰れて、矢印Ｄのように左側方へ逃げやすい。したがって、メタルマスク１０３では、基板１、２同士を接着する際に、接着剤５０ａへ空気が入り込むのを防止することができる。

そして、図４（ｄ）のメタルマスク１０４は、開口部２０Ｄの両側内壁２１ａ、２１ｂの両側下端部に、曲面３２、３２を有する。図８（ａ）に示すように、このメタルマスク１０４を用いて接着剤５０ａのスクリーン印刷を行い、基材１から当該メタルマスク１０４を離脱させると、基材１上には、縦断面において方形状の接着剤５０ａが形成される。

図８（ｂ）に示すように、基材１上に形成した接着剤５０ａは方形状を呈しているので、後の積層工程で基材２を積層して基板１、２同士を接着する際に、空気は両側方へ逃げる。したがって、メタルマスク１０１では、基板１、２同士を接着する際に、接着剤５０ａへ空気が入り込むのを防止することができる。

すなわち、本実施形態に係るメタルマスク１０１〜１０４は、接着剤５０ａを押し出すための開口部２０Ａ〜２０Ｄの左側内壁２１ａまたは／および右側内壁２１ｂに、保持面として機能する傾斜面３１もしくは曲面３２が形成されている。すなわち、傾斜面３１もしくは曲面３２によって、基材１上からメタルマスク１０１〜１０４を離脱させる際の摩擦力が小さくなる。したがって、簡単な構造で、基材上１からメタルマスク１０１〜１０４を離脱させる際に、接着剤５０ａがせん断力を受けるのを低減することができる。接着剤５０ａが受けるせん断力を低減することにより、接着剤５０ａの変形を防止することができる。さらに、基材１上からメタルマスク１０１〜１０４を離脱させる際に、接着剤が受けるせん断力が大きいと接着剤が糸を引いてしまう。本実施形態に係るメタルマスク１０１〜１０４にあっては、接着剤５０ａが受けるせん断力を低減することができ、接着剤５０ａを切れやすくすることによって糸を引く状態を防止することができる。

以上説明したように、本実施形態に係るメタルマスクは、開口部２０の内壁２１の少なくとも一部に、開口部２０に充填された接着剤５０のうち、開口部２０から押し出される接着剤５０ａと接触しつつ開口部２０から押し出されることなく残余する接着剤５０ｂを保持する傾斜面３１を形成した構造を有する。さらに、本実施形態に係る印刷用メタルマスクは、基材１への接着剤の塗布部位に応じて、接着剤を押し出す量が均等となるように開口部の縦断面形状を変えている。したがって、簡単な構造で、開口部２０から押し出される接着剤５０ａの形状の安定化を図り、もって接着剤５０ａの塗布量をほぼ均一化することができる。また、本実施形態に係るメタルマスクは、基材１上からメタルマスクを離脱させる際に、接着剤５０ａがせん断力を受けるのを低減することができるものである。

（変形例）
次に、メタルマスクの変形例について説明する。図９は本実施形態に係るメタルマスクの変形例の縦断面図である。

図９（ａ）のメタルマスク１０２は、開口部２０Ｂの基材と接する部位のうち傾斜面３１以外の部位に面取り部６０が形成されている。具体的には、開口部２０Ｂの右側の垂直な内壁２１ｂの下端部に、面取り部６０が形成されている。

図９（ｂ）のメタルマスク１０３は、開口部２０Ｃの基材と接する部位のうち傾斜面３１以外の部位に面取り部６０が形成されている。具体的には、開口部２０Ｃの左側の垂直な内壁２１ａの下端部に、面取り部６０が形成されている。

面取り部６０を形成することによって、接着剤５０ａを各開口部２０Ｂ、２０Ｃに充填したときにエアーを逃がして、エアー溜りに追いやることができ、接着剤５０ａ内へのエアーの巻き込みないし噛み込みを防止することができる。

また、各開口部２０Ａ〜２０Ｃの傾斜面３１、開口部２０Ｄの曲面３２には、図９（ｃ）に拡大して示すように、ディンプル６１を形成するディンプル加工を施してもよい。ディンプル６１は、たとえば、傾斜面３１、曲面３２にサンドブラストを施すことにより形成可能であるが、例示の加工法に限定されない。傾斜面３１、曲面３２にディンプル加工を施すことにより、傾斜面３１、曲面３２の上に残余の接着剤５０ｂを保持し易くなり、持続的に塗布ばらつきを低減することができる。また、押し出される接着剤５０ａと残余の接着剤５０ｂとの間の摩擦力は、押し出される接着剤５０ａとメタルマスクの素材との間の摩擦力よりも小さくなるため、メタルマスク１００と接着剤との離型性も向上させることができる。

また、傾斜面３１、曲面３２には、図９（ｄ）に拡大して示すように、微小凹凸６２を形成する粗面化加工を施してもよい。微小凹凸６２は、たとえば、傾斜面３１、曲面３２を切削加工またはショットピーニング、サンドブラストを施すことにより形成可能であるが、例示の加工法に限定されない。傾斜面３１、曲面３２に粗面化加工を施すことにより、ディンプル加工を施したときと同様に、持続的に塗布ばらつきを低減することができ、メタルマスク１００と接着剤との離型性も向上させることができる。

以上説明したように、開口部の基材と接する部位のうち保持面以外の部位（開口部２０Ｂの右側内壁２１ｂの下端部、開口部２０Ｃの左側内壁２１ａの下端部）には、面取り部６０が形成される。これらの部位に面取り部６０を形成することによって、基材１から当該メタルマスク１０２、１０３を離脱させる際の摩擦力を小さくすることができ、接着剤５０ａに巻き込まれ易い空気を積極的に逃すことができる。

さらに、各開口部２０Ａ〜２０Ｃの傾斜面３１、開口部２０Ｄの曲面３２にディンプル加工または粗面化加工を施した構造を有するようにしたメタルマスク１００によれば、持続的に塗布ばらつきを低減することができ、メタルマスク１００と接着剤との離型性を向上させることができる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。

例えば、本実施形態に係るメタルマスク１００、１０１〜１０４は、スクリーン印刷法を用いて接着剤を印刷（塗布）する場合に好適である。これに限定されず、本実施形態に係るメタルマスク１００、１０１〜１０４は、接着剤以外の粘性を有するペーストを塗布する場合にも適用することができる。

１ セパレータ（基材）、
３ スキージ、
２０（２０Ａ〜２０Ｅ） 開口部、
２１、２１ａ、２１ｂ 内壁、
３１ 傾斜面（保持面）、
３２ 曲面（保持面）、
５０ 接着剤（塗布剤）、
５０ａ 開口部から押し出される接着剤（塗布剤）、
５０ｂ 開口部から押し出されることなく保持面に残余する接着剤（塗布剤）
６０ 面取り部、
６１ ディンプル、
６２ 微小凹凸、
１００〜１０４ 印刷用メタルマスク。

Claims (6)

1. スクリーン印刷法で基材上に塗布剤を塗布する際に該基材上に配置され、前記塗布剤を押し出すための開口部を有する印刷用メタルマスクであって、
   前記開口部の内壁の少なくとも一部に、前記開口部に充填された前記塗布剤のうち、前記開口部から押し出される前記塗布剤と接触しつつ前記開口部から押し出されることなく残余する前記塗布剤を保持する保持面を形成した構造を有する印刷用メタルマスク。
2. 前記保持面と前記基材面との成す角度が鋭角である構造を有する請求項１に記載の印刷用メタルマスク。
3. スキージ移動方向と、該スキージ移動方向に対して直交する方向とで、前記開口部の縦断面形状が異なる構造を有する請求項１または請求項２に記載の印刷用メタルマスク。
4. 前記保持面と前記基材面との成す角度は、前記スキージ移動方向の中点に向かうにしたがって小さくなる構造を有する請求項１から３のいずれか１項に記載の印刷用メタルマスク。
5. 前記開口部の前記基材と接する部位のうち前記保持面以外の部位に面取り部を形成したことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の印刷用メタルマスク。
6. 前記保持面にディンプル加工または粗面化加工を施した構造を有する請求項１から５のいずれか１項に記載の印刷用メタルマスク。