JP2860694B2 - スクリーン印刷版の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高精度なスクリーン印刷版の製造方法に関す
る。

〔従来の技術〕

現在、スーパーコンピュータ用セラミック基板、プラ
ズマディスプレー用電極板等における微細なパターン形
成等の製造工程には、膜厚均一で精密なパターン形成を
行う必要性からスクリーン印刷技術が適用されている。

このような用途に使用されているスクリーン印刷版
は、主にフォトエレクトロフォーミング法を応用したス
クリーンマスクの製造方法（特公昭47−26003号）によ
り製造されている。

即ち、上記製造方法は第４図（ａ）に示すように導電
性支持板20にネガパターンからなるレジスト層21を主に
フォトリソグラフィー法に準じた露光、現像手段にて形
成した後、一次電着を行って支持板露出部分に金属を析
出させて一次電着層22を形成し（同図（ｂ））、次いで
表面にスクリーンメッシュ23を密着させて二次電着を行
い（同図（ｃ））、上記電着層22が二次電着による電着
層24にて密着したスクリーンメッシュ23を支持板20から
剥離し（同図（ｄ））、以て同図（ｅ）に示すようなス
クリーン印刷版24を製造し得るものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来のスクリーン印刷版の製造方
法では一次電着時において電着面積の差異に応じて電流
密度が異なることから、第４図（ｂ）に示すように電着
面積の狭い部分に析出形成される電着層22aは膜厚が厚
くなり、逆に面積が広い部分に形成される電着層22aは
薄くなるという傾向があり、そのため得られるスクリー
ン印刷版においても同図（ｅ）に示す如く一次電着層22
からなるスクリーンマスクが膜厚にバラツキを生じ段差
のある印刷版となる欠点があった。従って、かかるスク
リーン印刷版を用いて印刷を行うと、印刷インキがスク
リーンマスクの裏側に回り込んで塗膜が滲んでしまった
り、塗膜厚がバラツキついたものとなってしまい、結果
的に精度の高い良好な印刷が困難であった。

本発明は上記従来技術の問題点を解消するためになさ
れたもので、塗膜厚が均一で極めて微細で精密なパター
ンを印刷形成することができるスクリーン印刷版を容易
に且つ確実に製造することが可能な製造方法を提供する
ことを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

即ち本発明のスクリーン印刷版の製造方法は、表面平
滑な導電性支持板の全面に金属を均一な厚さで電着して
一次電着層を形成し、該電着層上にフォトマスクを利用
する露光現像法或いは印刷法によりポジパターンのレジ
スト層を形成した後、エッチング処理を行って一次電着
層を画像化せしめ、次いで画像化された電着層上に残存
するレジスト層を剥膜すると共にエッチング処理により
除去形成された凹陥部内に絶縁性樹脂材料を該電着層表
面と面一となるよう充填した後、その表面に枠張した導
電性スクリーンメッシュを密着せしめて上記金属と同種
又は異種の金属による二次電着を施し、最後に上記樹脂
材料を除去し、一次電着層が密着したスクリンーメッシ
ュを支持板から剥離するという構成を有するものであ
る。

また本発明方法は一次金属層を形成する金属としてN
i、Cu、Zn、Fe、Suの群からな選ばれる１種又は２種以
上の金属を使用することができる。また絶縁性樹脂材料
としてノボラック系樹脂、アクリル系樹脂、塩化ビニ
ル、酢酸ビニル、セルロース、スチロール、アクリルス
チレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン、ロジン
マレイン酸ワックス、塩素化パラフィン、塩素化エチレ
ン等のアルカリ可溶性又は有機溶剤可溶性の合成樹脂及
びワックスを使用することができる。更に導電性支持版
としてステンレス、Cu、Ni、Fe、Ti、Ta等からなる金属
製板、或いはガラス、セラミック等の絶縁性基板上にIT
O、錫ネサ（SnO_x）、Cr等の導電膜を形成した支持板を
使用することができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づき説明する。

第１図（ａ）〜（ｂ）は本発明製造方法の一実施例を
示す各工程の断面説明図である。図中１は導電性支持
板、２は一次電着層、３はレジスト層、４はフォトマス
ク、５は露光用光線、2aは画像化された一次電着層、６
はエッチング処理により形成された凹陥部、７は絶縁性
樹脂材料、８は導電性スクリーンメッシュ、９は二次電
着層をそれぞれ示す。

本発明方法は、先ず表面平滑な導電性支持板１の全面
に金属を均一な厚みで電着して一次電着層２を形成する
（第１図（ａ））。支持板１は一次電着層の金属に対す
る強固な接着性をもたないものを適宜選択することが好
ましい。上記接着性が必要以上に強い場合には、支持板
表面に離型剤処理を施して離型性を付与させてもよい。

次いで、電着層２上にレジスト層３を全面的に塗布し
乾燥させた後、形成すべき画像のポジパターンを開口部
Ｐとして形成したフォトマスク４を密着させて露光して
焼付けを行い（同図（ｂ））、ポジパターン上のレジス
ト層3aを現像する（同図（ｃ））。このポジパターン状
のレジスト層3aの形成は、上記の如くフォトリソグラフ
ィー法に準じた露光現像法にて行う以外にも、レジスト
インキを適宜の印刷手段にて電着層２上に直接印刷形成
してもよい。レジストとしては公知のフォトレジスト、
例えば商品名:KPR、KMER等の溶剤現像型フォトレジスト
や、PVA、グルー、カゼイン等の水溶性フォトレジスト
等を適宜選択して使用することができる。尚、レジスト
層3aは必要に応じてポストベイク等の処理により補強し
てもよい。

次にレジスト層3aを形成した支持板１を、塩化第二
鉄、塩化第二銅等のエッチング液にて少なくとも一次電
着層２を貫通するようにエッチング処理を行い、該電着
層２をレジスト層3aのポジパターンに対応させて画像化
する（同図（ｄ））。このエッチング処理内容（条件）
は被加工物、レジスト等の材質、条件等に応じて適宜設
定すればよい。

上記エッチング処理を行った後、第１図（ｅ）に示す
ように画像化された電着層2a上のレジスト層3aを該レジ
ストの種類に適応した手段にて剥膜し、しかる後同図
（ｆ）に示すようにエッチング処理にて形成された凹陥
部６内に絶縁性樹脂材料７を電着層2aの表面と面一とな
るように充填する。樹脂材料７の充填は例えば表面全体
にコーティング法等にて塗工した後、電着層上や凹陥部
上の余分な樹脂材料を掻取り、最後に平滑面となるよう
に研磨して行うことができる。樹脂材料７としては絶
縁性が良いことの他に、電着（メッキ）液により溶解
又は膨潤しない耐電着液性を有すること、電着、水洗
等における温度の急変に対してクラックが発生しないよ
うな可撓性を有すること、溶解除去が容易なこと、
耐研磨性が良好であること、等の特性をもつものが望ま
しい。

次いで、第１図（ｇ）に示すように樹脂材料７の充填
が終了した表面に枠張した導電性スクリーンメッシュ８
を密着せしめた後、一次電着層２を構成する金属と同種
又は異種の金属にて第二次の電着を施す。この二次電着
により同図に図示の如く一次電着層2aとスクリーンメッ
シュ８が二次電着層９を介して強固に接着固定される。
また二次電着の際、本発明では凹陥部６内に絶縁性樹脂
材料７を充填させるため電着がエッチングされた電着層
2aのサイド（側端部）に及ぶことがなく、その結果エッ
チングによる開口部の寸法精度を確実に維持できる利点
がある。

二次電着終了後、支持板１と電着層2aが容易に剥離で
きるようにするため上記充填した樹脂材料７を適宜な溶
液にて溶解除去し（同図（ｈ））、最後にスクリーンメ
ッシュ８を電着層2aが支持板１から剥離するようにして
剥がす（同図（ｉ））ことにより、第２図に示すような
本発明製造方法によるスクリーン印刷版10が得られる。

本発明で使用する支持板１は導電性を有し且つ表面平
滑なものであれば良く、その具体例としてはステンレ
ス、Cu、Ni、Fe、Ti、Ta等からなる金属板や、ガラス、
セラミック等の絶縁性基板上にITO、錫ネサ（SnO_x）、C
r等の導電膜を形成して導電性付与した支持板等が挙げ
られる。また一次電着層２を形成する金属としては、N
i、Cu、Zn、Fe、Su等の金属の１種又は２種以上のもの
を適用できる。またスクリーンメッシュ８としては、ス
テンレス、アモルファス合金、タングステン等の金属製
メッシュを主に使用できる他、絶縁性メッシュに導電処
理したものを使用することもできる。

本発明においては導電性支持板１と一次電着層２を構
成する金属とを材質の面で適宜組合わせることにより、
エッチングされる電着層２の側端面の形状を任意に調整
することができる。

例えば、第３図（ａ）に示すように支持板１としてス
テンレス板を用い電着層２としてニッケルを電着形成し
た場合、エッチングされた電着層側端面部Ｑの断面形状
はサイドエッチが発生してすり鉢形状となり、しかも支
持板上面部まで腐食が進行するため端面部Ｑの下面先端
部Ｒも若干エッチングされた形状となる。この場合、エ
ッチング条件をコントロールすれば側端面部Ｑの上端縁
（開口）寸法をレジスト層3aの寸法と一致させることが
可能である。また支持板１としてクロム酸等で表面を離
型性付与処理（離型処理層11）した銅板12を用い電着層
２としてニッケルを電着形成した場合、同図（ｂ）に示
すように電着層端面部Ｑの断面はサイドエッチが発生す
るものの腐食が垂直方向に進んだ形状となる。このよう
なエッチングがなされた電着層2aを有するスクリーン印
刷版は、塗膜のエッジ形状や厚みが重要視される抵抗ペ
ースト印刷等の用途に有効である。更に支持板１として
錫ネサ、クロム等の導電膜13を設けたガラス板14を用い
電着層としてニッケル、銅、錫等を電着形成した場合、
同図（ｃ）に示すように電着層側端面部Ｑはサイドエッ
ジが発生して同図（ａ）の場合よりも少々深めのすり鉢
形状となる。又この場合は支持板１の上面が腐食されず
同図（ａ）に図示の如き下面先端部Ｒにおけるエッチン
グがないため、電着層2aの支持板１と接する面は全面に
わたって良好な平面性が保たれものとなり、ひいては平
面性の良い印刷版を得ることが可能となる。このような
エッチングがなされた電着層2aを有するスクリーン印刷
版は、流動性のよい印刷インキ、レジストインキ、金・
銀インキ等を印刷する時に有効であり、しかも被印刷基
材と印刷版との密着性が良いため滲みの発生の虞れがな
く、再現性良好な印刷を行うのに適している。

また本発明で使用する絶縁性樹脂材料７としては前述
の如き〜の特性を有する材料が好ましく、具体的に
はアルカリ可溶性材料としてノボラック系樹脂、アクリ
ル系樹脂、塩化ビニル、酢酸ビニル、セルロース、スチ
ロール、アクリルスチレン、アクリロニトリルブタジエ
ンスチレン等の合成樹脂や、ロジンマレイン酸ワックス
等のワックス類を使用でき、またトルエン、アセトン、
アリン、酢酸エチル等の汎用溶剤に対して溶解性良好な
溶剤可溶性材料として塩素化パラフィン、塩素化エチレ
ン等の樹脂を使用できる。本発明においては最適な樹脂
材料７としてはノボラック系樹脂であるが、一般的なノ
ボラック樹脂のみではオーブン乾燥後に該オーブンから
取り出した時、電着後の水洗時等の温度急変時にクラッ
クを生じ易い（上記の特性に）難点がある。そのため
一般的なノボラック樹脂にビニルフェノール、ブチルア
クリレート等のコポリマー（例えば、丸善石油化学社
製：アルカリンカーCBA）を0.5〜20重量％程度添加した
ノボラック系樹脂が上記難点を克服できて好ましい。そ
の他にも樹脂材料７として酸化が100〜200mgOH/gのアク
リル樹脂等も使用でき、その中の紫外線硬化性のアクリ
ル樹脂を使用すれば充填終了時の硬化時間が短縮できる
等の作業上の利点がある。

本発明方法にて得られるスクリーン印刷版は、スーパ
ーコンピューター用セラミック基板、プラズマディスプ
レー用電極板等におけるパターン形成に際して利用でき
る他、混成厚膜ICの回路パターン形成、高精細プリント
配線板の抵抗体印刷等の各種分野で利用することができ
る。

次に、具体的な実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。

実施例１ 導電性支持板として最適な金属板、即ち表面平滑なス
テンレススチール板を用い、これを清浄した後、下記処
方のスルファミン酸ニッケル浴に浸漬し90分間通電して
厚さが30μｍのニッケル電着層を形成した。

処方：スルファミン酸ニッケル…400g/ 硼酸 …30g/ 浴温度 …50℃ PH …4.1 電流 …DK2A/dm² 次いで、電着後のスチール板表面をサンドペーパーで
研磨して清浄した後、その表面全面にゴム−ビスアジド
系レジスト（東京応化工業（株）製:OMR−83）を膜厚が
５μｍとなるようにホアラーにて均一に回転塗布し乾燥
した後、これを別途用意したポジパターンのフォトマス
クと共に焼き枠内で真空密着させて露光を行い、常法に
従って現像乾燥し、更に130〜140℃でポストベイクし、
レジスト層に耐薬品性、接着性を付与させた。しかる
後、通常の塩化第二鉄液にてエッチングを行った。この
エッチングによるニッケル電着層端面の断面形状は第３
図（ａ）に図示のようなものとなった。しかも開口部寸
法がφ100μｍのレジストパターンに対するエッチング
処理された腐食開口寸法はφ100μｍ±0.05であり、開
口寸法再現精度の極めて良好なニッケル電着層の画像化
がなされたことを確認できた。

次いでレジスト膜を剥膜後、市販のアルカリ可溶タイ
プの絶縁性樹脂（東京応化工業（株）製:OFPR−800）を
100μｍ厚でコーティングして凹陥部内に埋め込んだ。
この樹脂を埋め込んだスチール板の表面を、ガラス板等
の平面板に貼着したサンドペーパーで研磨して電着層の
表面出しと樹脂の出っ張り削除を行い、表面均一な平滑
面とした。

しかる後、上記の表面に対して水洗及び酸洗により表
面活性した枠張ステンレススクリーンメッシュを密着
し、そのままの状態で二次電着液中に浸漬させて50分間
通電した。この二次電着によるニッケル電着層を介し
て、一次電着のニッケル層とステンレスメッシュとが良
好な状態で一体化された。

二次電着終了後、取り出して水洗を行い、10wt％、60
℃の水酸化ナトリウム溶液をメッシュ側から注いで絶縁
性樹脂を溶かしながらスチール板とステンレスメッシュ
とを剥離し、ニッケル金属スクリーンマスクが形成され
たメタルスクリーン印刷版を得た。

実施例２ 実施例１における絶縁性樹脂に代えて下記組成の樹脂
組成物（粘度約100cps）を用い、これを約50μｍ厚でコ
ーティングした他は、実施例と同様にしてスクリーン版
を作製した。

組成： ・ノボラック樹脂 …40重量部 ・アクリル・ビニルフェノルコポリマー …２重量部 ・エチルセロソルブアセテート …58重量部 結果的に、実施例１で使用した絶縁性樹脂では塗布厚
を100μｍ以上にしないと該樹脂が急冷や電着時に割れ
たり、電着液に浸食されてエッチングによる電着層側面
部に電着層が形成される不具合が生じるが、本実施例で
使用した上記樹脂組成物によれば塗布厚が50μｍ程度で
も上記のような問題が発生することがなく、良好な製造
を行うことができた。また上記樹脂組成物におけるコポ
リマーの割合が１重量％以上であっても、該組成物の耐
電着液性は良好であったが、その割合が20重量％を越え
ると該組成物の耐研磨性が悪くなることが確認された。

実施例３ 導電性基材として銅板を使用し、この銅板にクム酸処
理により電着層離型性を付与した後、厚さが30μｍとな
るようにニッケルを電着した。

次いで通常のフォトリソグラフィー法によりポジパタ
ーンのレジスト層を形成した後、40℃ボーメの塩化鉄水
溶液（液温50℃）にてエッチング処理を行い、その後の
必要な工程を経てスクリーン版の作製を行った。

本実施例ではニッケル電着層の画像化において、サイ
ドエッチングが少々多めに発生しφ100μｍのレジスト
パターンに対しエッチング開口部寸法が130φとなった
が、電着層端面の断面形状は第３図（ｂ）に例示の如く
支持板面に対し略垂直なものであった。このようなエッ
チング形態となる場合には、予めレジストパターン寸法
をサイドエッチの発生量分を見込んで補正しておけば、
垂直側面で所望通りの寸法からなる画像化電着層を形成
することができる。また上記のようなエッチング事情
は、支持板として鉄板又はステンレス板上に銅メッキを
施した支持板を使用した場合も略同様に起こる。

実施例４ 導電性支持板として2mm厚のガラス板上に錫ネサ膜を
形成したものを用いた他は、実施例１と同様にしてスク
リーン版の作製を行った。

本実施例ではニッケル電着層の画像化において、その
端面部はその断面形状が第３図（ｃ）に例示の如き深い
すり鉢形状となるが、支持板上面が全くエッチングされ
ないため電着層端面の下面先端部での腐食も全く起こら
ず、その結果、平面性良好な電着層マスクからなるスク
リーン印刷版を得ることができた。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明方法は前記の如くスクリ
ーンマスクとなる一次電着層を導電性支持板上に均一な
厚さで形成しておき、その均一厚の電着層をポジパター
ンのレジスト層に基づいてエッチング処理により画像化
せしめてから二次電着によりスクリーンメッシュに接着
させてスクリーン印刷版を製造する構成を有するため、
均一な膜厚で段差のない精密な一次電着層からなるスク
リーンマスクを有するスクリーン印刷版を簡便に且つ確
実に製造し得ることができる。従って本発明方法により
得られた印刷版は、フォトエレクトロフォーミング法を
応用した（特にマスクとする一次電着層を、ネガパター
ンのレジスト層を形成した導電性支持板上にて電着形成
する製造工程を含む）従来技術にて得られた印刷版の如
き、マスクとなる電着層の厚さがバラツキついて段差を
生じる問題がなく、印刷を行った場合でも滲みがなく、
塗膜の厚さも均一な美麗で高精度な印刷を行うことがで
きるという優れた効果が得られる。

また本発明方法は二次電着を行う前にエッチングによ
り形成される凹陥部内に絶縁性樹脂材料を充填しておく
ため、開口部の寸法精度が極めて高い一次電着層からな
るマスクを得ることができる。しかも本発明では特に導
電性支持板と一次電着層を適宜組合わせることにより、
エッチング処理による一次電着層の側端面部の形状を適
宜なものに容易に調整することができる利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｉ）は本発明製造方法の一実施例であ
る各工程を模式的に示した断面説明図、第２図は支持板
と一次電着層の組合わせによるエッチング端面形状の形
態を模式的に示した断面図、第３図は本発明方法により
得られるスクリーン印刷版の一例を示す断面図、第４図
は従来技術の各製造工程を示す断面説明図である。 １……導電性支持板、２……一次電着層 ３……レジスト層、４……フォトマスク ６……凹陥部、７……絶縁性樹脂材料 ８……導電性スクリーンメッシュ ９……二次電着層、10……スクリーン印刷版

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島崎 洋 東京都新宿区市谷加賀町１丁目１番１号 大日本印刷株式会社内 (56)参考文献 特開 昭50−124710（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−98806（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B41C 1/00 - 1/18 G03F 7/00 G03F 7/12 H05K 3/12 B41N 1/00 - 3/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面平滑な導電性支持板の全面に金属を均
   一な厚さで電着して一次電着層を形成し、該電着層上に
   フォトマスクを利用する露光現像法或いは印刷法により
   ポジパターンのレジスト層を形成した後、エッチング処
   理を行って一次電着層を画像化せしめ、次いで画像化さ
   れた電着層上に残存するレジスト層を剥膜すると共にエ
   ッチング処理により除去形成された凹陥部内に絶縁性樹
   脂材料を該電着層表面と面一となるよう充填した後、そ
   の表面に枠張した導電性スクリーンメッシュを密着せし
   めて上記金属と同種又は異種の金属による二次電着を施
   し、最後に上記樹脂材料を除去し、一次電着層が密着し
   たスクリンーメッシュを支持板から剥離することを特徴
   とするスクリーン印刷版の製造方法。
2. 【請求項２】一次金属層を形成する金属としてNi、Cu、
   Zn、Fe、Suの群からな選ばれる１種又は２種以上の金属
   を使用する請求項１に記載のスクリーン印刷版の製造方
   法。
3. 【請求項３】絶縁性樹脂材料としてノボラック系樹脂、
   アクリル系樹脂、塩化ビニル、酢酸ビニル、セルロー
   ス、スチロール、アクリルスチレン、アクリロニトリル
   ブタジエンスチレン、ロジンマレイン酸ワックス、塩素
   化パラフィン、塩素化エチレン等のアルカリ可溶性又は
   有機溶剤可溶性の合成樹脂及びワックスを使用する請求
   項１又は２に記載のスクリーン印刷版の製造方法。
4. 【請求項４】導電性支持板としてステンレス、Cu、Ni、
   Fe、Ti、Ta等からなる金属製板、或いはガラス、セラミ
   ック等の絶縁性基板上にITO、錫ネサ（SnO_x）、Cr等の
   導電膜を形成した支持板を使用する請求項１〜３のいず
   れかに記載のスクリーン印刷版の製造方法。