JP2017217874A - スクリーン印刷用メッシュ部材及びスクリーン印刷版 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷時に印刷条件の外乱に対して印刷特性が影響を受けにくい、つまりロバスト性の高いスクリーン印刷版に用いるための、圧延金属箔にエッチングにより開口部を設けたスクリーン印刷用メッシュ部材を提供する。
【解決手段】スクリーン印刷用メッシュ部材は、金属箔からなるスクリーン印刷用メッシュ部材であって、複数の開口部が一方向に沿って配置されており、長手方向が一方向であって複数の開口部にわたって、一方向と交差する方向について１０μｍ以上６０μｍ以下の範囲の幅Ｗを有するラインパターンにおいて、ラインパターン内の複数の開口部の面積の標準偏差が、３．８Ｗ（μｍ）以上（２０Ｗ＋１０）（μｍ）以下の範囲にある。
【選択図】図２Ｂ

Description

本発明は、スクリーン印刷用メッシュ部材及び該スクリーン印刷用メッシュ部材を用いたスクリーン印刷版に関する。

現在、太陽電池用フィンガー電極の印刷用としてワイヤメッシュ部材が普及している。このワイヤメッシュ部材を用いたスクリーン印刷版では、およそ線径１６μｍ乃至２０μｍのステンレスワイヤを紗に編み込んだワイヤメッシュ部材を使用している。このため、スクリーン印刷版では、メッシュ同士の交差部が存在している。その結果、印刷されたフィンガー線の高低差が大きいという問題がある。また、版離れ時にペーストがスクリーン版に残存する、つまり、ペーストの抜けが良くない等の問題がある。さらに、繰返し印刷に対しては、ワイヤメッシュ部材の伸びが発生するので位置精度が悪化してくる等の問題が起こる場合がある。

更に、細線化を目指して高粘度ペーストを使用した場合、転写性が悪い、つまり、ペーストのメッシュ通過性が悪く、メッシュにペーストが詰って断線を引き起こす等の問題が発生している。

また、乳剤開口幅が３０μｍ程度の細線領域になると、印刷したフィンガー線に擦れ、つまり、ペーストが十分被印刷体に転写されない問題が発生し、良好な細線印刷は実現できていない。

一方、ワイヤメッシュ部材とは別の技術として、圧延金属箔にエッチングにより孔開けしたスクリーンメッシュの技術がある（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１１−１９４８８５号公報 特号公報

上記圧延金属箔にエッチングにより孔開けしたスクリーンメッシュにおいても、ワイヤメッシュ部材と同等かそれ以上に、印刷条件の外乱に対して印刷特性が影響を受けにくい、つまりロバスト性の高いことが求められている。

本発明は、印刷時に印刷条件の外乱に対して印刷特性が影響を受けにくい、つまりロバスト性の高いスクリーン印刷版に用いるための、金属箔に開口部を設けたスクリーン印刷用メッシュ部材を提供することを目的とする。

本発明に係るスクリーン印刷用メッシュ部材は、金属箔からなるスクリーン印刷用メッシュ部材であって、
複数の開口部が一方向に沿って配置されており、
長手方向が前記一方向であって前記複数の開口部にわたって、前記一方向と交差する方向について１０μｍ以上６０μｍ以下の範囲の幅Ｗで離間する２本の直線によって画成されるラインパターンにおいて、前記ラインパターン内の前記複数の開口部の面積の標準偏差が、３．８Ｗ（μｍ）以上（２０Ｗ＋１０）（μｍ）以下の範囲にある。

本発明に係るスクリーン印刷用メッシュ部材によれば、ワイヤメッシュ部材と同等以上に、印刷条件の外乱に対して印刷特性が影響を受けにくい、つまりロバスト性の高いスクリーン印刷版が得られる。

実施の形態１に係るスクリーン印刷用メッシュ部材の概要を示す平面図である。 図１のスクリーン印刷用メッシュ部材のフィンガー電極用パターンについて、一方向に沿って配置された複数の楕円状の開口部を示す拡大平面図である。 図１のスクリーン印刷用メッシュ部材のフィンガー電極用パターンについて、一方向に沿って配置された複数の矩形状の開口部を示す拡大平面図である。 実施の形態１に係るスクリーン印刷版の概要を示す平面図である。 図３ＡのＡ−Ａ方向からみた端面の構造を示す端面図である。 図３Ａのスクリーン印刷版のフィンガー電極用パターンについて、感光性乳剤によるラインパターンを設けた印刷面から見た、一方向に沿って配置された複数の楕円状の開口部を示す拡大平面図である。 図３Ａのスクリーン印刷版のフィンガー電極用パターンについて、感光性乳剤によるラインパターンを設けた印刷面から見た、一方向に沿って配置された複数の矩形状の開口部を示す拡大平面図である。 従来のワイヤメッシュ部材を用いたスクリーン印刷版の概要を示す平面図である。 （ａ）から（ｅ）は、図５のワイヤメッシュ部材を用いた印刷版において、それぞれ幅Ｗが２０μｍ（ａ）、２５μｍ（ｂ）、３０μｍ（ｃ）、３５μｍ（ｄ）、４０μｍ（ｅ）のラインパターンに露出するワイヤ間の開口部を印刷面側から見た概略図である。 圧延金属箔からなるスクリーン印刷用メッシュ部材のフィンガー電極用パターンについて、一方向に沿って配置された複数の楕円状の開口部を示す拡大平面図である。 圧延金属箔からなるスクリーン印刷用メッシュ部材のフィンガー電極用パターンについて、一方向に沿って配置された複数の矩形状の開口部を示す拡大平面図である。 図７Ａのスクリーン印刷用メッシュ部材を用いたスクリーン印刷版のフィンガー電極用パターンについて、感光性乳剤によるラインパターンを設けた印刷面から見た、一方向に沿って配置された複数の楕円状の開口部を示す拡大平面図である。 図７Ｂのスクリーン印刷用メッシュ部材を用いたスクリーン印刷版のフィンガー電極用パターンについて、感光性乳剤によるラインパターンを設けた印刷面から見た、一方向に沿って配置された複数の矩形状の開口部を示す拡大平面図である。 スクリーン印刷の概要を示す概略図である。 図６（ｂ）の幅２５μｍのラインパターンに露出するワイヤ間の開口部の面積のヒストグラムである。 図６（ｃ）の幅３０μｍのラインパターンに露出するワイヤ間の開口部の面積のヒストグラムである。 図６（ｄ）の幅３５μｍのラインパターンに露出するワイヤ間の開口部の面積のヒストグラムである。 図６（ｃ）の幅４０μｍのラインパターンに露出するワイヤ間の開口部の面積のヒストグラムである。 図６（ａ）〜（ｅ）のワイヤメッシュ部材を用いた印刷版と、図８Ｂの金属箔からなるスクリーン印刷用メッシュ部材を用いた印刷版と、について、ラインパターンの幅とラインパターン内の開口部の平均面積との関係を示すグラフである。 図６（ａ）〜（ｅ）のワイヤメッシュ部材を用いた印刷版と、図８Ｂの金属箔からなるスクリーン印刷用メッシュ部材を用いた印刷版と、について、ラインパターンの幅とラインパターン内の開口部の面積の標準偏差との関係を示すグラフである。

第１の態様に係るスクリーン印刷用メッシュ部材は、金属箔からなるスクリーン印刷用メッシュ部材であって、
複数の開口部が一方向に沿って配置されており、
長手方向が前記一方向であって前記複数の開口部にわたって、前記一方向と交差する方向について１０μｍ以上６０μｍ以下の範囲の幅Ｗで離間する２本の直線によって画成されるラインパターンにおいて、前記ラインパターン内の前記複数の開口部の面積の標準偏差が、３．８Ｗ（μｍ）以上（２０Ｗ＋１０）（μｍ）以下の範囲にある。

第２の態様に係るスクリーン印刷用メッシュ部材は、上記第１の態様において、前記ラインパターン内の前記開口部の面積の平均値が７００〜２０００μｍ^２の範囲にあってもよい。

第３の態様に係るスクリーン印刷用メッシュ部材は、上記第１又は第２の態様において、前記金属箔は、厚さが５μｍ以上３０μｍ以下であってもよい。

第４の態様に係るスクリーン印刷用メッシュ部材は、上記第１から第３のいずれかの態様において、前記金属箔は、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金、アルミ合金の群から選ばれる少なくとも一つを含んでもよい。

第５の態様に係るスクリーン印刷版は、上記第１から第４のいずれかの態様の前記スクリーン印刷用メッシュ部材と、
前記一方向に沿って配置されている前記複数の開口部を覆う樹脂と、
長手方向が前記一方向であって前記複数の開口部にわたって設けられ、前記一方向と交差する方向について１０μｍ以上６０μｍ以下の範囲の幅Ｗで離間する２本の直線によって前記樹脂を開口して画成されたラインパターンと、
を備える。

＜本発明に至った経緯について＞
まず、本発明者は、圧延金属箔に多数の開口部を設けたスクリーン印刷用メッシュ部材を用いたスクリーン印刷版では、印刷条件の外乱に対して脆弱であるという問題を見出した。一方、本発明者は、従来のワイヤメッシュ部材を用いたスクリーン印刷版では印刷条件の外乱に対して比較的、印刷性の影響を受けにくいことを見出した。

そこで、本発明者らは、圧延金属箔に多数の開口部を設けたスクリーン印刷用メッシュ部材と、現在量産で主流となっているワイヤメッシュ部材とを詳細に比較・分析した。これにより、圧延金属箔に多数の開口部を設けたスクリーン印刷用メッシュ部材が印刷条件の外乱に対して脆弱である原因を突き止めた。一方、ワイヤメッシュ部材を用いたスクリーン印刷版では印刷条件の外乱に対して印刷性の影響を受けにくい（ロバスト性が高い）理由を突き止めた。

本発明者は、後述するように、圧延金属箔に多数の開口部を設けたスクリーン印刷版ではラインパターンの幅（乳剤開口幅）に拘わらず、ラインパターン内に露出する開口部の面積のばらつき（標準偏差）は、１５０μｍ^２以下と小さいことを見出した。一方、ワイヤメッシュ部材を用いたスクリーン印刷版の開口部の面積の標準偏差は、４５０μｍ^２以上と非常に大きいことを見出した。
つまり、圧延金属箔に孔を開けたスクリーン印刷用メッシュ部材が印刷条件の外乱によって影響を受け易かったのは、開口面積の標準偏差が極めて小さかったことに起因しているものと考える。一方、ワイヤメッシュ部材を用いたスクリーン印刷版では、開口部の面積の標準偏差は非常に大きいため、様々な面積の開口部を有しており、印刷条件の変化に対しても鈍感で同じような印刷特性が再現しやすいと考えられる。

更に、特に細線領域でワイヤメッシュ部材が繰り返し印刷に対してペースト目詰まりを起こしやすい原因を明らかにした。
本発明者は、後述するように、ワイヤメッシュ部材を用いたスクリーン印刷版では、開口部の面積が６００μｍ^２以下の微少面積にわたって分布を有していることを見出した。このように開口部の面積が６００μｍ^２以下では、ペーストが良好に通過できないため、ワイヤ５１間の開口部の目詰まりを引き起こし、印刷には寄与しないだけでなく、量産現場でのスクリーン洗浄回数の増加を誘発し、印刷装置の停止回数を増加させスル―プットの減少に通じるなど問題を引き起こすものと思われる。

これらの知見を基にして、圧延金属箔に孔を開けたスクリーン印刷用メッシュ部材を改良することにより、印刷条件の外乱に対して影響を受けにくいスクリーン印刷用メッシュ部材及び該スクリーン印刷用メッシュ部材を用いたスクリーン印刷版を得ることができ、本発明に至った。
具体的には、本願発明に係るスクリーン印刷用メッシュ部材では、ラインパターンに露出する複数の開口部についてある程度の面積分布を有する。詳細には、ラインパターン内の複数の開口部の面積の標準偏差が、３．８Ｗ（μｍ）以上（２０Ｗ＋１０）（μｍ）以下の範囲にある。
これにより、印刷特性がペーストの粘度経時変化等の印刷条件の外乱に対して影響を受けにくい、つまり、ロバスト性の高いスクリーン印刷版を実現することができる。

以下、実施の形態に係るスクリーン印刷用メッシュ部材及び該スクリーン印刷用メッシュ部材を用いたスクリーン印刷版について、添付図面を参照しながら説明する。なお、図面において実質的に同一の部材については同一の符号を付している。

（実施の形態１）
＜スクリーン印刷用メッシュ部材＞
図１は、実施の形態１に係るスクリーン印刷用メッシュ部材１０の概要を示す平面図である。図２Ａは、図１のスクリーン印刷用メッシュ部材１０のフィンガー電極用パターン２について、一方向に沿って配置された複数の楕円状の開口部１２を示す拡大平面図である。図２Ｂは、図１のスクリーン印刷用メッシュ部材のフィンガー電極用パターンについて、一方向に沿って配置された複数の矩形状の開口部１４を示す拡大平面図である。なお、図面における開口部１２，１４は単に例示であって寸法比等は実際の状態を示すものではない。

実施の形態１に係るスクリーン印刷用メッシュ部材１０は、金属箔からなる。また、このスクリーン印刷用メッシュ部材１０は、複数の開口部１２，１４が一方向に沿って配置されている。さらに、長手方向が上記一方向であって複数の開口部１２，１４にわたって、上記一方向と交差する方向について１０μｍ以上６０μｍ以下の範囲の幅Ｗで離間する２本の仮想的な直線１７ａ、１７ｂを引く。この２本の直線１７ａ、１７ｂによって画成されるラインパターン１８において、ラインパターン１８内の複数の開口部１２，１４の面積の標準偏差が、３．８Ｗ（μｍ）以上（２０Ｗ＋１０）（μｍ）以下の範囲にある。

このスクリーン印刷用メッシュ部材１０によれば、ラインパターン１８内の複数の開口部１２，１４の面積の標準偏差が上記範囲にあり、複数の開口部１２、１４の面積は、ある程度の分布を有する。そこで、スクリーン印刷版に用いた場合に、印刷時においてペーストの粘度の経時変化等の印刷条件の外乱が生じて複数の開口部１２、１４の最適な面積範囲が変化した場合にも、開口部１２，１４の面積が分布を有することで、変化した最適な面積範囲に対応できる。このため、このスクリーン印刷用メッシュ部材１０によれば、印刷特性が印刷条件の外乱の影響を受けにくい、つまり高いロバスト性が得られる。

以下に、このスクリーン印刷用メッシュ部材１０を構成する各部材について説明する。

＜金属箔＞
金属箔は、圧延金属箔である。なお、圧延金属箔にかぎられず、電鋳による金属箔であってもよい。また、金属箔は、例えば、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金、アルミ合金の群から選ばれる少なくとも一つを含んでもよい。
また、金属箔は、厚さが５μｍ以上３０μｍ以下であってもよい。
さらに、金属箔に設ける多数の開口部は、化学的エッチング、機械的な孔開け処理、あるいは電鋳方式によって形成されてもよい。

＜フィンガー電極用パターン＞
フィンガー電極用パターン２は、図２Ａ、図２Ｂに示すように、開口部１２、１４が一方向に沿って配置されている。このように一方向に配置されているので、仮想的な２本の直線１７ａ、１７ｂを上記一方向に沿って幅Ｗで離間するように配置すれば、複数の開口部１２、１４にわたるラインパターン１８を画成することができる。このラインパターン１８は、後述するスクリーン印刷版におけるフィンガー電極用のラインパターンに対応する。また、開口部１２、１４の平面形状は、図２Ａの楕円形、図２Ｂの矩形に限られず、他の形状であってもよい。

さらに、仮想的な２本の直線１７ａ、１７ｂの幅Ｗは、形成するフィンガー電極の幅に対応しており、例えば、１０μｍ以上６０μｍ以下の範囲である。

また、上記ラインパターン１８内の複数の開口部１２、１４の面積の標準偏差は、３．８Ｗ（μｍ）以上であって、（２０Ｗ＋１０）（μｍ）以下の範囲にある。上記数式の導出については後述する。下限の３．８Ｗ（μｍ）は、ラインパターン１８の幅Ｗの３．８倍を意味しており、図１２において、記号■及び記号▲をつなぐ直線で示されるより上の領域である。また、下限３．８Ｗは、複数の開口部１２，１４の大きさを一定にした場合のスクリーン印刷版のラインパターン内の開口部について実測された開口部の面積の標準偏差に対応する。なお、面積一定の場合には理論上は分布はなく、標準偏差は０となる。つまり、上記下限の場合にも、開口部１２、１４は、わずかに分布を有している。上限の（２０Ｗ＋１０）（μｍ）は、ラインパターン１８の幅Ｗの２０倍に切片１０μｍが加算された値であり、図１２において、記号◆をつなぐ直線で示されるより下の領域である。この上限（２０Ｗ＋１０）（μｍ）は、後述のワイヤメッシュ部材を用いたスクリーン印刷版のラインパターン内の開口部について実測された開口部の面積の標準偏差に対応する。つまり、このスクリーン印刷用メッシュ部材１０では、複数の開口部１２、１４は、面積一定の場合よりもやや分布を有する場合から、ワイヤメッシュ部材と同程度に面積の分布を有する場合までを含んでいる。これによって、ペーストの粘度の経時変化等の印刷条件の外乱が生じて複数の開口部１２、１４の最適な面積範囲が変化した場合にも、開口部１２，１４の面積がある程度の分布を有することで、変化した最適な面積範囲に対応できる。そこで、印刷条件の外乱の有無によらず安定した印刷特性が得られる。

例えば、図２Ａ及び図２Ｂでは、複数の開口部１２、１４は、その面積が一定ではなく、ある分布を有する場合について例示している。図２Ａ及び図２Ｂでは、異なる面積を有する複数の開口部１２，１４がランダムに配列されている。複数の開口部１２、１４は、面積の分布において上記標準偏差を有するように大きさを変化させている。なお、これは開口部１２、１４の面積がある程度の分布を有することを示すための単なる例示であって、図２Ａ及び図２Ｂの場合に開口部１２、１４の面積の標準偏差が上記範囲を満たすことを意味するものではない。また、様々な面積を有する開口部１２、１４の一方向についての配置も例示であって、ランダムに配置する場合に限られず、例えば、周期的に面積変化するように配置させてもよい。

さらに、ラインパターン１８の幅Ｗが１０μｍ〜６０μｍにおいて、ラインパターン１８内の開口部１２、１４の面積の平均値は、７００〜２０００μｍ^２の範囲にあってもよい。なお、開口部１２、１４の面積の平均値は、ラインパターン１８の幅Ｗに応じて適宜変化するようにしてもよい。例えば、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、開口部１２、１４をラインパターン１８の幅方向に延在させておくことで、開口部１２、１４のラインパターン１８内に露出する面積は、ラインパターン１８の幅Ｗに応じて比例的に変化する。

＜スクリーン印刷用メッシュ部材の製造方法＞
なお、開口部１２、１４は、金属箔の片面又は両面からエッチングによって形成できる。開口部１２、１４の所望の形状及び面積、及びその分布等に応じて適宜エッチングを行えばよい。例えば、金属箔にレジストを塗布し、所望の大きさ及び配置で複数の開口部を配列し、印刷したパターンを描画したマスクを使って露光後、現像する。その後、エッチングにより、開口部を開ける部分の金属箔を溶かして、金属箔に開口部１２、１４を開けたスクリーン印刷用メッシュ部材１０を作製できる。
なお、スクリーン印刷用メッシュ部材の製造方法としては、金属箔へのエッチングに製造方法を限定するものではなく、例えば、機械的な孔開け加工、電鋳による製造法でも実現可能である。

＜スクリーン印刷版＞
図３Ａは、実施の形態１に係るスクリーン印刷版２０の概要を示す平面図である。図３Ｂは、図３ＡのＡ−Ａ方向からみたスクリーン印刷版２０の端面の構造を示す端面図である。図４Ａは、図３Ａのスクリーン印刷版２０のフィンガー電極用パターンについて、感光性乳剤１６によるラインパターン１８を設けた印刷面から見た、一方向に沿って配置された複数の楕円状の開口部１２を示す拡大平面図である。図４Ｂは、図３Ａのスクリーン印刷版２０のフィンガー電極用パターンについて、感光性乳剤による樹脂１６によるラインパターン１８を設けた印刷面から見た、一方向に沿って配置された複数の矩形状の開口部１４を示す拡大平面図である。

このスクリーン印刷版２０は、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、アルミ製の枠２２にポリエステル細線を編んだメッシュ織物２４等を介して上記スクリーン印刷用メッシュ部材１０を配置している。このスクリーン印刷版２０は、上記スクリーン印刷用メッシュ部材と、一方向に沿って配置されている複数の開口部１２、１４を覆う樹脂１６と、１０μｍ以上６０μｍ以下の範囲の幅Ｗで離間する２本の直線によって樹脂１６を開口して画成されたラインパターン１８と、を有する。上記ラインパターン１８は、長手方向が一方向であって複数の開口部１２，１４にわたって設けられている。また、上記幅Ｗは、長手方向と交差する方向である。上記幅Ｗは、例えば、長手方向と角度をなして交差する方向であってもよい。あるいは、上記幅Ｗは、長手方向に垂直な方向であってもよい。

また、このスクリーン印刷版２０は、図９に示すように、樹脂１６を開口して画成されたラインパターン１８を設けた印刷面４８と、印刷するペースト４３をパターンを介して印刷するスキージ４２を当てるためのスキージ面４７と、を有する。

このスクリーン印刷版２０によれば、上記スクリーン印刷用メッシュ部材１０を用いている。そこで、幅Ｗで離間する２本の直線によって樹脂１６を開口して画成されたラインパターン１８において、ラインパターン１８内の複数の開口部１２，１４の面積の標準偏差が、３．８Ｗ（μｍ）以上（２０Ｗ＋１０）（μｍ）以下の範囲にある。
なお、開口部１２、１４の面積の分布は、スキージ面４７側のラインパターン１８内の複数の開口部１２、１４に関する。この場合、印刷面４８からの樹脂１６がスキージ面４７まで達し、ラインパターン１８以外の開口部１２、１４を埋めている。

これによって、印刷時においてペーストの粘度の経時変化等の印刷条件の外乱が生じて複数の開口部１２、１４の最適な面積範囲が変化した場合にも、開口部１２，１４の面積が分布を有することで、変化した最適な面積範囲に対応できる。このため、このスクリーン印刷用メッシュ部材１０によれば、印刷特性が印刷条件の外乱の影響を受けにくい、つまり高いロバスト性が得られる。

以下に、このスクリーン印刷版２０を構成する各部材について説明する。

＜スクリーン印刷用メッシュ部材＞
スクリーン印刷用メッシュ部材は、上記スクリーン印刷用メッシュ部材１０を用いるので説明を省略する。

＜樹脂＞
樹脂１６は、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、一方向に沿って配置されている複数の開口部１２、１４を覆っている。
この樹脂１６は、感光性乳剤を光硬化させたものである。
＜ラインパターン＞
ラインパターン１８は、幅Ｗで離間する２本の直線によって樹脂１６を開口して画成されている。このラインパターン１８は、長手方向が一方向であって複数の開口部１２，１４にわたって設けられている。また、上記幅Ｗは、長手方向と交差する方向である。

＜スクリーン印刷版の製造方法＞
このスクリーン印刷版２０は、以下のようにして作製できる。例えば、金属箔の全面に樹脂（感光性乳剤）を塗布した後、開口させるラインパターンに対応する部分をマスクで覆って、マスクで覆った箇所以外を露光する。露光した箇所の樹脂（感光性乳剤）を硬化させ、マスクで覆った箇所の開口させる部分の樹脂（感光性乳剤）を除去して、スクリーン印刷版２０を作製できる。なお、上記作製方法は例示であってこれに限定されるものではない。

＜スクリーン印刷について＞
図９は、スクリーン印刷の概要を示す概略図である。
印刷時には、スクリーン印刷版のスキージ面４７を鉛直上面とし、印刷面４８を鉛直下面とする。印刷面４８をスクリーン印刷する印刷対象物４６に対向させる。一方、スキージ面にはペースト４３を載せると共に、スキージ４２を図９の左から右へ移動させることにより、ラインパターン１８（図４Ａ、図４Ｂ参照）の開口部（孔）１２、１４にペースト４３を充填すると共に、印刷対象物４６にペースト４３を付着させる。スキージ４２が通過した後は、スクリーン印刷版の張力（テンション）によりスクリーン印刷版と印刷対象物４６とが離れる。一方、ペースト４３は印刷対象物４６に残る。これによって、スクリーン印刷が行われ、ラインパターン１８に露出する開口部１２，１４の配列に対応したペースト４３が印刷される。その後、開口部１２、１４の配置に由来する凹凸を有するペースト４３はレべリング過程を経てフィンガー電極が形成される。

＜作用・効果について＞
実施の形態１に係るスクリーン印刷版の作用・効果について、従来のワイヤメッシュ部材を用いたスクリーン印刷版５０と、圧延金属箔に一定の大きさの開口部を設けたスクリーン印刷用メッシュ部材４０ａ、４０ｂを用いたスクリーン印刷版と、を対比して説明する。

＜従来のワイヤメッシュ部材について＞
図５は、従来のワイヤメッシュ部材を用いたスクリーン印刷版５０の概要を示す平面図である。
従来のワイヤメッシュ部材を用いたスクリーン印刷版５０は、図５に示すように、金属または樹脂（例えば、ポリエステル）からなるワイヤ５１を編んだワイヤメッシュ部材が広く使用されている。スクリーン印刷版５０は、図３Ａの場合と同様に、このワイヤメッシュ部材の周縁に、ポリエステル細線を編んだメッシュ織物を接合させ、さらにアルミ枠に固定している。また、ワイヤメッシュ部材を用いたスクリーン印刷版５０は、樹脂５６で覆われており、樹脂５６を開口してフィンガー電極用のラインパターン５３が形成されている。ラインパターン５３内にはワイヤ５１間の開口部５２が露出している。

＜ワイヤメッシュ部材を用いたスクリーン印刷版におけるラインパターン＞
図６（ａ）から図６（ｅ）は、図５のワイヤメッシュ部材（＃３６０−φ１６ＣＬ）を用いたスクリーン印刷版５０において、それぞれ幅Ｗが２０μｍ（ａ）、２５μｍ（ｂ）、３０μｍ（ｃ）、３５μｍ（ｄ）、４０μｍ（ｅ）のラインパターン５８に露出するワイヤ５１間の開口部５２を印刷面側から見た概略図である。上記幅Ｗは、ラインパターン５８の幅（乳剤開口部の幅）である。なお、図６は、ラインパターン長１．８ｍｍについて示している。

図６では、ワイヤメッシュ部材は、ラインパターン５８の長手方向について２２．５°傾けて、つまりバイアスをかけて、スクリーン製版を行っている。このようにバイアスをかけない場合、つまりワイヤメッシュ部材を傾けない場合には、ラインパターン５８の幅Ｗが狭い場合に、ラインパターン５８をワイヤ５１が縦断して遮ってしまう場合が発生する。その場合、当該ラインパターン５８は、ワイヤ５１に開口部を遮られてまともに印刷できない事態が発生する。そのため、ワイヤメッシュ部材は、ラインパターン５８の長手方向について２２．５°傾斜させて製版を実施する(乳剤を塗布する)のが一般的である。

ワイヤメッシュ部材を用いたスクリーン印刷版５０では、ラインパターン５８の長手方向についてワイヤメッシュ部材を２２．５°傾斜させている。そこで、図６（ａ）から図６（ｅ）に示すように、ラインパターン５８に露出するワイヤ５１間の開口部の形状は種々雑多であり、且つ、その開口面積はばらばらであることが理解できる。また、ラインパターンの幅（乳剤開口幅）が幅Ｗ４０から幅Ｗ２０へと細くなるにつれて、ワイヤ５１間の開口部の面積が小さくなることが分かる。

図１０Ａは、図６（ｂ）の幅２５μｍのラインパターン５８に露出するワイヤ５１間の開口部の面積のヒストグラムである。図１０Ｂは、図６（ｃ）の幅３０μｍのラインパターン５８に露出するワイヤ５１間の開口部の面積のヒストグラムである。図１０Ｃは、図６（ｄ）の幅３５μｍのラインパターン５８に露出するワイヤ５１間の開口部の面積のヒストグラムである。図１０Ｄは、図６（ｅ）幅４０μｍのラインパターン５８に露出するワイヤ５１間の開口部の面積のヒストグラムである。なお、図１０Ａから図１０Ｄは、１．８ｍｍのラインパターン５８の中に存在するワイヤ５１間の開口部の面積を示している。なお、この面積は、ワイヤ５１間の開口部全体ではなく、開口部と樹脂５６の壁とによって形成された面積を示している。

ラインパターン５８の幅Ｗが４０μｍの場合、図１０Ｄに示すように、ラインパターン５８に露出するワイヤ５１間の開口部の面積は、１００〜２３００μｍ^２の間にほぼ均等に分布している。

ラインパターン５８の幅Ｗが３５μｍの場合も、図１０Ｃに示すように、ラインパターン５８に露出するワイヤ５１間の開口部の面積は、やや開口面積が大きい１８００〜２１００μｍ^２の頻度が高くなっているものの、１００〜２１００μｍ^２の間に偏りなく分布している。

一方、ラインパターン５８の幅Ｗが狭くなるにつれて、図１０Ａ及び図１０Ｂに示すように、ラインパターン５８に露出するワイヤ５１間の開口部の面積の最大値は小さくなってくることが分かる。

図１０Ａから図１０Ｄのデータから、ワイヤメッシュ部材を用いたスクリーン印刷版５０において、ラインパターン５８の幅Ｗと、ラインパターン５８に露出するワイヤ５１間の開口部の面積の分布の平均値と面積のばらつき（標準偏差σ）との関係を表１にまとめた。標準偏差は、平均開口面積の７割程度もあり、バイアスをかけたワイヤメッシュ部材を用いたスクリーン印刷版では、開口面積のばらつきが極めて大きいことがわかる。

＜圧延金属箔に孔開けしたスクリーン印刷版＞
図７Ａは、圧延金属箔からなるスクリーン印刷用メッシュ部材４０ａのフィンガー電極用パターンについて、一方向に沿って配置された複数の楕円状の開口部３２を示す拡大平面図である。図７Ｂは、金属箔からなるスクリーン印刷用メッシュ部材４０ｂのフィンガー電極用パターンについて、一方向に沿って配置された複数の矩形状の開口部３４を示す拡大平面図である。図８Ａは、図７Ａのスクリーン印刷用メッシュ部材４０ａを用いたスクリーン印刷版のフィンガー電極用パターンについて、感光性乳剤３６によるラインパターン３８を設けた印刷面から見た、一方向に沿って配置された複数の楕円状の開口部３２を示す拡大平面図である。図８Ｂは、図７Ｂのスクリーン印刷用メッシュ部材４０ｂを用いたスクリーン印刷版のフィンガー電極用パターンについて、感光性乳剤３６によるラインパターン３８を設けた印刷面から見た、一方向に沿って配置された複数の矩形状の開口部３４を示す拡大平面図である。

図７Ａ及び図７Ｂに示すように、この圧延金属箔からなるスクリーン印刷用メッシュ部材４０ａ、４０ｂは、同一の大きさの開口部３２、３４を設けている。また、図８Ａ及び図８Ｂに示すように、この圧延金属箔からなるスクリーン印刷用メッシュ部材４０ａ、４０ｂを用いたスクリーン印刷版では、樹脂３６を開口したラインパターン３８に露出する開口部３２，３４は、設計上同一である。実際には、エッチング時の寸法ばらつきが各々の開口部の幅に対して±５μｍ以内であることから、いずれも実質的に同じ大きさを有する。また、開口部の面積の分布も非常に狭く標準偏差も小さくなっている。例えば、開口部３２、３４の間隔が７０μｍピッチ（ＰＷ）の場合について、ラインパターン３８の幅Ｗに対する、開口部３２、３４の平均面積及び開口面積の標準偏差を表２に示す。この場合、スキージ面の開口幅（ＡＷ）は４４μｍである。また、開口部３２、３４の間隔が８０μｍピッチ（ＰＷ）の場合について、ラインパターン３８の幅Ｗに対する、開口部３２、３４の平均面積及び開口面積の標準偏差を表３に示す。この場合、スキージ面の開口幅（ＡＷ）は５０μｍである。

いずれの場合も、開口部の面積の標準偏差は、開口部の平均面積の１０％以内に抑えられている。つまり、ワイヤメッシュ部材を用いたスクリーン印刷版において、ラインパターンに露出する開口部の面積での標準偏差が平均面積の７割に達する場合と比べると顕著に差が出ている。

図１１は、図６（ａ）〜（ｅ）のワイヤメッシュ部材を用いた印刷版５０と、図８Ｂの金属箔からなるスクリーン印刷用メッシュ部材４０ａ、４０ｂを用いた印刷版と、について、ラインパターンの幅とラインパターン内の開口部の平均面積との関係を示すグラフである。図１１では、ワイヤメッシュ部材（＃３６０−φ１６ＣＬ）を用いた印刷版５０について記号◆で示した。また、金属箔からなるスクリーン印刷用メッシュ部材４０ｂについて、開口部３４の間隔が７０μｍピッチ、スキージ面の開口幅が４４μｍである場合を記号▲で示した。さらに、、金属箔からなるスクリーン印刷用メッシュ部材４０ｂについて、開口部３４の間隔が８０μｍピッチ、スキージ面の開口幅が５０μｍである場合を記号■で示した。

図１１及びその印刷試験結果に示すように、開口部の平均面積が２０００μｍ^２以上（■２０００μｍ^２）になるとペーストの吐出過多が発生し、印刷したフィンガー電極に滲みが発生した。つまり、ラインパターンの幅（乳剤開口幅）に対して、印刷されたフィンガー電極の線幅が１５〜２０μｍ程度太くなる現象が見られた。これは、圧延金属箔に孔を開けたスクリーンメッシュ部材を用いたスクリーン印刷版の場合に顕著であった。これは、印刷条件に最適な開口部の面積と適合しなかった結果と考えられる。

一方、平均開口面積が１０００〜１２００μｍ^２に存在するワイヤメッシュ部材（＃３６０−φ１６ＣＬ）を用いたスクリーン印刷版では、印刷したフィンガー電極の滲みは抑制されていた。しかしながら、ラインパターンの幅（乳剤開口幅）が７００μｍ^２より小さい開口部の面積（◆６７０μｍ^２）ではペーストのワイヤ５１間の開口部通過に支障が生じて、印刷したフィンガー電極に擦れ・断線が確認できた。

以上の結果より、開口部の平均面積を、例えば７００μｍ^２以上、好ましくは８００μｍ^２以上であって、２０００μｍ^２以下、好ましくは１８００μｍ^２以下の範囲に設定することにより、必要、且つ、十分なペースト吐出性能、つまり、断線・擦れのない、且つ、滲まない）がペースト吐出性能が得られる。

図１２は、図６（ａ）〜（ｅ）のワイヤメッシュ部材（＃３６０−φ１６ＣＬ）を用いた印刷版５０と、図８Ｂの金属箔からなるスクリーン印刷用メッシュ部材４０ｂを用いた印刷版と、について、ラインパターンの幅とラインパターン内の開口部の面積の標準偏差との関係を示すグラフである。図１２では、ワイヤメッシュ部材（＃３６０−φ１６ＣＬ）を用いた印刷版５０について記号◆で示した。また、金属箔からなるスクリーン印刷用メッシュ部材４０ｂについて、開口部３４の間隔が７０μｍピッチ、スキージ面の開口幅が４４μｍである場合を記号▲で示した。さらに、、金属箔からなるスクリーン印刷用メッシュ部材４０ｂについて、開口部３４の間隔が８０μｍピッチ、スキージ面の開口幅が５０μｍである場合を記号■で示した。

図１２を参照すると、圧延金属箔に開口部を設けたスクリーン印刷用メッシュ部材４０ｂを用いたスクリーン印刷版では、ラインパターンの幅（乳剤開口幅）に拘わらず、ラインパターン内に露出する開口部の面積のばらつき（標準偏差）は、１５０μｍ^２以下と小さい。これに比べて、ワイヤメッシュ部材を用いたスクリーン印刷版の開口部の面積の標準偏差は、４５０μｍ^２以上と非常に大きいことが分かる。

圧延金属箔にエッチングにより開口部を設けたスクリーン印刷用メッシュ部材を用いたスクリーン印刷版では、印刷条件の外乱によって影響を受け易かったのは開口面積の標準偏差が極めて小さかったことに起因しているものと考える。平均開口面積を中心に非常に狭い開口面積分布しか有していないため、ペースト粘度等の変化により印刷時の条件が変化すると、最適条件を容易に逸脱してしまうことになる。

これに対して、ワイヤメッシュ部材の開口部の面積の標準偏差は非常に大きいため、様々な面積の開口部を有しており、印刷条件の変化に対しても鈍感で同じような印刷特性が再現しやすいと考えられる。
しかし、ワイヤメッシュ部材では、開口部の面積が６００μｍ^２以下の比較的微少な面積にわたって分布している。このように開口部の面積が６００μｍ^２以下では、ペーストが良好に通過できないため、ワイヤ５１間の開口部の目詰まりを引き起こし、印刷には寄与しないだけでなく、量産現場でのスクリーン洗浄回数の増加を誘発し、印刷装置の停止回数を増加させスル―プットの減少に通じるなど問題を引き起こすものと思われる。

従って、本発明者は、以下のスクリーン印刷版によって、印刷条件の外乱に対して影響を受けにくい、つまり、ロバスト性の高いスクリーン印刷版を実現することができることを見出し、本発明に至った。まず、金属箔にエッチング等により開口部を設けたスクリーン印刷用メッシュ部材において、擦れ・断線が生じず、且つ、滲みが発生しない適切な開口部の面積の平均値を求める。次いで、上記適切な平均面積を中心に意図的に開口部の面積の標準偏差をある程度有するように、ある程度の面積の分布を有する複数の開口部を設ける。
具体的には、本願発明に係るスクリーン印刷用メッシュ部材では、ラインパターンに露出する複数の開口部についてある程度の面積分布を有する。詳細には、ラインパターン内の複数の開口部の面積の標準偏差が、３．８Ｗ（μｍ）以上（２０Ｗ＋１０）（μｍ）以下の範囲にある。
これにより、印刷特性がペーストの粘度経時変化等の印刷条件の外乱に対して影響を受けにくい、つまり、ロバスト性の高いスクリーン印刷版を実現することができる。

なお、細線領域で現在主流となっているワイヤメッシュ部材（＃３６０−φ１６ＣＬ）では、ワイヤ５１の間隔が決まっているため、開口部の面積の標準偏差を４００μｍ^２以下にすることは不可能である。

（参考例）
圧延金属箔、ここでは２５μｍ厚のステンレス鋼ＳＵＳ３０１にエッチングにより孔を開けたスクリーンメッシュ部材を用いて作製したスクリーン印刷版と、ワイヤメッシュ部材（＃３６０−φ１６ＣＬ）を用いて作製したスクリーン印刷版とを各々作製して印刷試験を２回に亘り実施した。
ステンレス鋼ＳＵＳ３０１箔で作製したスクリーン印刷用メッシュ部材のフィンガー電極用パターンの開口部のピッチは７０μｍであり、開口部の間隔は４４μｍであった。これを７０／４４とする。つまり、開口部は一定のピッチで配置され、一定の大きさを有する。このスクリーン印刷用メッシュ部材に２種類の幅Ｗ（乳剤開口幅）４０μｍ及び３５μｍのラインパターンを製版により設けた。製版に用いた樹脂（乳剤）は互応化学社製（ＥＲＳ−２Ｐ）で、樹脂（乳剤）厚みは１０μｍであった。
一方、ワイヤメッシュ部材（＃３６０−φ１６ＣＬ）に対する製版も同じ樹脂（乳剤：互応化学社製（ＥＲＳ−２Ｐ））を用い、樹脂（乳剤）厚みも同じく１０μｍとし、２種類の幅Ｗ３５μｍ及び４０μｍのラインパターンを設けた。

ＳＵＳ３０１箔で作製したスクリーン印刷用メッシュ部材を用いたスクリーン印刷版とワイヤメッシュ部材を用いたスクリーン印刷版とを用いて、日を変えて２回同一の印刷機及び印刷条件で多結晶Ｓｉ基板上にフィンガーパターンを印刷し、フィンガー幅を測定した。
印刷機はマイクロテック社製を用いて、スキージ速度:２００ｍｍ／秒、印圧:８０Ｎ、スキージ角度：７０°、クリアランス：１．５ｍｍも２回の印刷で同一とした。使用した銀ペーストも同じ物であった。

しかし、同じスクリーン版、同一ペースト、同一印刷条件で印刷したにも拘わらず、印刷されたフィンガー幅は、２つのスクリーン印刷版の間で顕著な違いが見られた。例えば、ラインパターンの幅（乳剤開口幅）が３５μｍの場合、ワイヤメッシュ部材を用いたスクリーン印刷版によるフィンガー電極の線幅の差異は４μｍ以下であった。一方、ＳＵＳ３０１の孔を開けた上記７０／４４のスクリーン印刷用メッシュ部材を用いたスクリーン印刷版によるフィンガー電極では８μｍも線幅が細くなった。
つまり、ステンレス鋼ＳＵＳ３０１箔で作製した一定のピッチで配置され、一定の大きさの開口部を有するスクリーン印刷用メッシュ部材では、２回の印刷時の印刷条件の変化の影響を顕著に受けていることがわかる。

（実施例）
実施例１に係るスクリーン印刷版に用いられるスクリーン印刷用メッシュ部材では、１０μ〜６０μｍの範囲にある幅Ｗが３５μｍで離間する２本の直線によって樹脂１６を開口して画成されたラインパターン１８において、ラインパターン１８内の複数の開口部１２，１４の面積の標準偏差が、４６０μｍであり、３．８Ｗ（μｍ）以上（２０Ｗ＋１０）（μｍ）以下の範囲にある。
これによって、印刷時においてペーストの粘度の経時変化等の印刷条件の外乱が生じて複数の開口部１２、１４の最適な面積範囲が変化した場合にも、開口部１２，１４の面積が分布を有することで、変化した最適な面積範囲に対応できる。このため、このスクリーン印刷用メッシュ部材１０によれば、印刷特性が印刷条件の外乱の影響を受けにくい、つまり高いロバスト性が得られる。

なお、本開示においては、前述した様々な実施の形態及び／又は実施例のうちの任意の実施の形態及び／又は実施例を適宜組み合わせることを含むものであり、それぞれの実施の形態及び／又は実施例が有する効果を奏することができる。

本発明に係るスクリーン印刷用メッシュ部材によれば、幅Ｗで離間する２本の直線によって画成されるラインパターン内の複数の開口部の面積の標準偏差が、３．８Ｗ（μｍ）以上（２０Ｗ＋１０）（μｍ）以下の範囲にある。そこで、印刷条件の外乱が生じた場合にも影響を受けにくいスクリーン印刷版とすることができる。

２ フィンガー電極用パターン
４ バスバー電極用パターン
１０、１０ａ、１０ｂ スクリーン印刷用メッシュ部材
１２ 開口部（孔（楕円））
１４ 開口部（孔（矩形））
１６ 樹脂（感光性乳剤）
１７ａ、１７ｂ 仮想線
１８ ラインパターン
２０ スクリーン印刷版
２２ アルミ枠
２４ ポリエステルメッシュ
３２ 開口部
３４ 開口部
３６ 樹脂（感光性乳剤）
３８ ラインパターン
４０ａ、４０ｂ スクリーン印刷用メッシュ部材
４２ スキージ
４３ 銀ペースト
４４ スクレッパ
４６ Ｓｉウエハ
４７ スキージ面
４８ 印刷面
５０ スクリーン印刷版
５１ ワイヤ
５２ 開口部
５３ ラインパターン
５６ 樹脂（感光性乳剤）
５８ ラインパターン

Claims (5)

1. 金属箔からなるスクリーン印刷用メッシュ部材であって、
   複数の開口部が一方向に沿って配置されており、
   長手方向が前記一方向であって前記複数の開口部にわたって、前記一方向と交差する方向について１０μｍ以上６０μｍ以下の範囲の幅Ｗで離間する２本の直線によって画成されるラインパターンにおいて、前記ラインパターン内の前記複数の開口部の面積の標準偏差が、３．８Ｗ（μｍ）以上（２０Ｗ＋１０）（μｍ）以下の範囲にある、スクリーン印刷用メッシュ部材。
2. 前記ラインパターン内の前記開口部の面積の平均値が７００〜２０００μｍ^２の範囲にある、請求項１に記載のスクリーン印刷用メッシュ部材。
3. 前記金属箔は、厚さが５μｍ以上３０μｍ以下である、請求項１又は２に記載のスクリーン印刷用メッシュ部材。
4. 前記金属箔は、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、銅、銅合金、アルミ合金の群から選ばれる少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のスクリーン印刷用メッシュ部材。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の前記スクリーン印刷用メッシュ部材と、
   前記一方向に沿って配置されている前記複数の開口部を覆う樹脂と、
   長手方向が前記一方向であって前記複数の開口部にわたって設けられ、前記一方向と交差する方向について１０μｍ以上６０μｍ以下の範囲の幅Ｗで離間する２本の直線によって前記樹脂を開口して画成されたラインパターンと、
   を備えたスクリーン印刷版。

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