JP3042814U - 印刷版 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本考案は、印刷インキのニジミの少なく、開
口部内壁の平滑性に優れ、印刷インキの抜け性が良好な
高精度印刷用に使用できる孔版印刷用の印刷版を提供す
るものである。 【解決手段】 本考案は、プリント回路板に表面実装を
行うための半田ペーストや、半導体チップを封止するた
めの樹脂封止剤や、半導体チップやプリント回路板にバ
ンプや電気回路を形成するための導電性ペースト等をス
クリーン印刷機で印刷するための印刷版において、ポリ
マ層と金属層からなる厚さ０．０１５から０．３００ｍ
ｍの積層体にＹＡＧレーザーの基本波および高次高調波
のいずれかまたはこれらの任意のミキシング光を照射し
て複数の開口貫通孔を有する印刷版に関するものであ
る。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、プリント回路板に表面実装を行うための半田ペーストや、半導体チ ップを封止するための樹脂封止剤や、半導体チップやプリント回路板にバンプや 電気回路を形成するための導電性ペースト等を印刷するための印刷版に関するも のである。

【０００２】

【従来の技術】

昨今、プリント回路基板上の配線は、より一層の高密度化が要求され、それに 伴い、導体幅の微細化が図られていることから、孔版印刷手段であるスクリーン 印刷機に使用する印刷版についても線幅を微細加工することが要求されている。

【０００３】 例えば、プリント回路基板上に部品を表面実装を行うため、プリント回路基板 上の所定回路導体部にハンダペーストを孔版印刷する際に使用される印刷版のメ タルマスクは、パターンの断面寸法の精度が高く、断面形状ができるだけ平滑で あることが要求される。もし断面に凹凸が顕著にあれば、孔版印刷後の版離れに 際し、ハンダパターンの形状が崩れ、ハンダボールの発生を招いてしまうからで ある。

【０００４】 このため、断面形状の平滑なメタルマスクの製造方法としては、厚膜ニッケル 電解メッキ法（アディティブ法）があり、導電体上に形成されたフォトレジスト 層の壁面が電解メッキで得られたメタルマスクのパターンの断面に転写形成され るため、比較的良好な断面形状を得ることができる。ところが、厚膜ニッケル電 解メッキは、長時間のメッキ時間が必要であること、さらに、メッキ中に発生す る応力によってパターンの位置精度のコントロールが難しく、フォトレジストの 性能上高アスペクト比のパターン形成が困難であるなど幾つかの問題点を有して いる。

【０００５】 これらの問題点を解決する方法として、金属シートにレーザー光を照射するこ とによりスクリーン印刷用メタルマスクを製造する方法が提案されており（特開 昭６２ー９０２４１号公報、特開平６ー３９９８８号公報、「表面実装技術」（ 第３巻 第７号 Ｐ７６、１９９３年等）、レーザー法で製造されたメタルマス クは半田ペースト印刷版として実用化されている。

【０００６】 一方、上記製造方法として作られたメタルマスクは柔軟性が乏しいため、被印 刷体が平滑性に欠けるとか凹凸があるとか異物が存在すると、メタルマスクと被 印刷体とが十分に密着せずに隙間が生じ、印刷インキがメタルマスクの開口貫通 孔に充填される際に、この隙間に印刷インキがまわり込み易くなるため、印刷さ れたパターンにニジミが発生する欠陥が起こり易い。この欠陥を防止するため、 印刷用版として高分子材料板にエキシマレーザー光を照射して開口貫通孔を形成 した半田ペースト印刷用プラスチックマスクが提案されている（特開平７ー８１ ０２７号）。プラスチックマスクは、吸湿や温度変化によって開口貫通孔の位置 が容易にずれる問題点があるとともに孔版印刷法でスキージを作動するときに、 スキージによって開口部を引っかけながら進むために、開口部の印刷インキ同志 がくっついた状態で印刷される問題が起きやすい。さらに、プラスチックマスク は耐摩耗性に欠けるため、印刷版としての寿命が短い問題点もある。

【０００７】 カラーフィルター用染色溶液を孔版印刷法で印刷するときに使用する印刷版に おいて、メタルマスクの開口部に対応する位置に開口部を有する粘着性物質を積 層すると、被印刷体との隙間が生じないのでニジミ防止が可能になると提案され ている（特開昭６２ー２７６５０４号）。この特許出願明細書の実施例で提案さ れている製造方法においては、タック性を有する感光性樹脂をステンレス板の両 面にコートして、所定のパターンマスクを介して両面が紫外線露光および現像処 理し、残された感光性樹脂をレジストとして、塩化鉄のエッチング液によってス テンレス板のエッチングを行った後、片側の感光性樹脂を剥離し、他の面の感光 性樹脂を剥離せずに残し、これをカラーフィルター用染色マスクとして使用して いる。この方法は工程が長く、人手を多くかける必要があることや、得られるマ スクの品質面からは、メタルの両面からエッチングが行われているため、開口部 内壁の中に凸部が発生し、この凸部が印刷インキの抜け性を阻害するため、高精 度の印刷に適していないなどの問題点がある。さらに、印刷終了時に印刷版が被 印刷体から版離れするときタック性を有する粘着性物質が版面に存在するため、 円滑な版離れが阻害され、かえって印刷物の形状が乱れやすいという問題点があ る。

【０００８】 孔版印刷法の印刷版ではないが、スクリーンに金属パターンを形成した印刷版 において、金属パターンに合成樹脂被膜を形成した印刷版をセラミック基板にス クリーン印刷することにより、被印刷体の損傷を防止することが可能になると提 案されている（特開昭５４ー１００１１号）。

【０００９】 この特許出願明細書の実施例で提案されている製造方法において、ホトレジス トを金属箔の表面にコートして、所定のパターンマスクを介して紫外線露光およ び現像処理したものを、残されたレジストをレジストマスクとして、エッチング 液によって金属箔のエッチングを行った後、片側のレジストを剥離せずにパター ンが形成された金属箔をスクリーンに接着して印刷版として使用している。この 方法では、金属箔の片側からエッチングが行われているため、開口部内壁のテー パーが大きくなり易く、開口寸法のコントロールが難しいこと金属箔とメッシュ の接着を完全に行うことが甚だ困難であるばかりか、レジストは高分子量でない ため強靱性を持たず、印刷時に容易に欠けを起こす問題点がありこの印刷版は実 用化されていない。

【００１０】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、印刷インキのニジミの少なく、開口部内壁の平滑性に優れ、印刷イ ンキの抜け性が良好な高精度印刷用に使用できる孔版印刷用の印刷版を提供する ものである。

【００１１】

【課題を解決する手段】 本考案者らの鋭意検討の結果、上記目的が下記本考案によって工業的に有利達 成された。すなわち、本考案に係わる印刷版一つは、請求項１記載するように、 ポリマ層と金属層からなる厚さ０．０１５から０．３００ｍｍの積層体にＹＡＧ レーザーの基本波（波長１０６４ｎｍ）および第２高調波（波長５３２ｎｍ）や 第４高調波（波長２６６ｎｍ）などの高次高調波のいずれかまたはこれらの任意 のミキシング光を照射して複数の開口貫通孔を形成せしめてなることを特徴とす るものである。

【００１２】 また、本考案に係わる印刷版の他の一つは、請求項２に記載するように、請求 項１の印刷版において、上記ポリマ層が、熱可塑性エラストマを主成分とするこ とをことを特徴とする印刷版であり、また、本考案に関わる印刷版の他の一つは 、請求項３に記載するように、請求項１の印刷版において上記ポリマ層が、ショ アー硬度２５Ｄ以上のゴム弾性体を主成分とすることを特徴とするものである。

【００１３】

【考案の実施の形態】

本考案に係わる印刷版は、孔版印刷手段を適用して、液状もしくはペースト状 印刷インキをスキージの作動により押し込み充填するための貫通孔パターンを有 する印刷用版に関するものである。本考案で使用する印刷版材として、金属層の 被印刷体に対向する面に、ポリマ層を積層した、厚み０．０１５から０．３００ ｍｍの積層体を用い、金属層としては、厚み０．２５ｍｍ以下、好ましくは０． ０１２から０．２ｍｍの範囲の各種の金属、合金材料のものであるが、特に、ニ ッケル合金、銅合金もしくはステンレス鋼が好ましい。

【００１４】 ポリマーとしては、ポリイミドフィルム、ポリエステルフィルム、ポリカーボ ネイトフィルム、アクリルフィルム等の分子量５万以上の高分子量を有する高分 子フィルムが使用できるが、さらにショア硬度２５Ｄ以上９０Ｄ以下のナイロン 系熱可塑性エラストマ、ポリエステル系熱可塑性エラストマ、ポリウレタン系熱 可塑性エラストマスチレン系熱可塑性エラストマ、オレフィン系熱可塑性エラス トマのいずれかから選ばれた分子量５万以上の高分子量を有する熱可塑性エラス トマもしくはショア硬度２５Ｄ以上９０Ｄ以下のシリコーンゴム、ブタジエンゴ ム、ブチルゴム、イソプレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、スチレン・ブタジ エンゴム、ニトリル・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレン系ゴム、クロロプ レンゴム、プロピレンオキサイドゴム、フッ素ゴムのいずれかから選ばれたゴム 弾性体を主成分とするポリマやこれらポリマ同志もしくは上記ポリマに上記に挙 げた以外のポリマとの混合物を使用することができる。これらポリマに、さらに 必要に応じて、カーボンブラック、紫外線吸収剤や染顔料を添加して使用するこ とができる。なお、ポリマ層は、厚み０．０１５から０．２００ｍｍのフィルム 状物を金属層の被印刷体に対向する面に熱接着もしくは接着剤を介して積層され るが、ポリマを熱溶融して、エスクルージョンコーティング法によって金属層に 積層してもよい。なお、用いる熱可塑性エラストマやゴム弾性体のショア硬度が ２５Ｄ以下のものは、印刷時に変形量が大きくなり、ポリマ層の厚みコントロー ルが難しくなるので好ましくない。

【００１５】 上記ポリマ層として、用いるショア硬度が２５Ｄ以上の熱可塑性エラストマや ゴム弾性体は、タック性を有していないが、柔軟性と優れた弾性回復性を有する ので、該ポリマ層を被印刷体側に配設した印刷版は被印刷体と密着することがで きるので、印刷されたパターンにニジミが発生がほとんどないので好ましい。さ らに、液状もしくはペースト状印刷インキをスキージの作動により押し込み充填 する側に印刷版の金属層が配設されているので、高分子材料板の単体で作られた 印刷版に比較して、吸湿ならびに温度変化によって開口貫通孔の位置が容易にず れたりスキージの作動による摩耗する問題点を解消することができた。

【００１６】 印刷版の加工には、ＹＡＧレーザーの基本波および高次高調波のいずれかまた はこれらの任意のミキシング光が用いられる。エキシマレーザーも使用可能であ るが、ビームが不安定でありその維持に多大のメンテナンスを要し、また穴加工 時のテーパー角の制御が難しい等の点で好ましいとは言い難い。

【００１７】 上記のポリマ層と金属層からなる積層体にＹＡＧレーザーの基本波および高次 高調波のいずれかまたはこれらの任意のミキシング光を照射し所定の開口貫通孔 を形成した印刷用版は、最適な加工条件を選定することにより、開口貫通孔の断 面に印刷インキがたまる凹凸がみられず、ほぼ、垂直な断面を有しているので印 刷インキの抜け性が良好であり、このことは特に、印刷幅が０．２ｍｍ以下の微 細形状を孔版印刷する際にその効果が顕著に現れる。従来からの感光性樹脂を利 用して形成した貫通孔を有する印刷版に比較して、ＹＡＧレーザー加工法を用い る本考案の印刷版は、感光性樹脂を用いることに由来する工程の複雑さや解像性 や開口貫通孔の形状等によって起きる欠陥がないため、優れた品質と低コストと を実現することができた。

【００１８】

【実施例】

以下、本考案をさらに具体的に実施例によって説明するが、本考案はこれらの 実施例に限定されるものではない。

【００１９】 図１は、本考案の印刷版の一実施例を示し、アルミ角パイプの印刷枠１にはポ リマー層２の外側が接着剤により指示され、そのポリマ層２の内側には印刷版の 主要構成部である金属層３がポリマ層２の表面に配設され、複数の開口貫通孔７ が形成されている。

【００２０】 図３は、本考案の実施例１の印刷版の１つの開口部の断面形状である。印刷版 材として、赤く染色した厚さ１００μｍのポリエステルフィルム（商品名 ルミ ラー）をポリマー層２と厚さ３０μｍの４２ニッケルからなる金属層３とを接着 剤（接着剤主成分はポリエステル系熱可塑性接着剤（東洋紡（株）の商品名バイ ロン３０Ｐ）とエポキシ接着剤（シェル（株）の商品名エピコート１５２）の混 合物）を厚み１５μｍ用いて張り合わせたものである。この印刷版材をＹＡＧレ ーザー加工機の加工ステージの枠に固定し、この枠を穴開け加工すべき複数のパ ターンに応じて移動させポリマ側からＹＡＧ基本波（ルモニックス（株）製の半 導体励起ＹＡＧレーザー発振器使用）を３キロヘルツでパルス照射することによ って最小開口幅が０．１５ｍｍの開口貫通孔を持つハンダペースト用印刷版を得 た。得られた印刷版の４２ニッケルからなる金属層３には所定寸法で良好な形状 を持つ開口部が形成され切断面は平滑であり、ポリマ層２には所定寸法とほとん ど同一かやや大きめの開口幅が形成された。

【００２１】 この印刷版をスクリーン印刷機に取り付け、図２に示すように、スキージ５が 、ハンダペーストインキ６を印刷版の金属層３に対して擦りつけながら、印刷版 上を移動し、被印刷体４であるプリント配線回路板上の所要パット部にハンダペ ーストインキを印刷した。印刷時にプリント配線回路基板と印刷版の密着性は良 好で、ハンダペーストインキのニジミはみられず、１００回連続印刷後もハンダ ペーストインキのニジミに起因するハンダボールやパターン形状不良やかすれ等 に関する不具合は見られなかった。

【００２２】 比較例として、厚み１４５μｍの４２ニッケルのみからなる金属シートに実施 例１と同じ方法により、０．１５ｍｍの開口貫通孔を持つハンダペースト用印刷 版を得た。得られた印刷版の４２ニッケルからなる金属層３には所定寸法で良好 な形状を持つ開口部が形成され切断面は平滑であるが、被印刷体４であるプリン ト配線回路板上の所要パット部にハンダペーストインキを印刷したところ、５０ 回連続印刷後にハンダペーストインキのニジミに起因するハンダボールやパター ン形状不良等に関する不具合が見られたので、印刷版の印刷面をクリーニングす る必要があった。

【００２３】 図４は、本考案の実施例２の印刷版の１つの開口部の断面形状である。ポリマ 層２は、緑色に染顔料で着色した厚み７５μｍのポリエステル系熱可塑性エラス トマフィルム（東レデュポン（株）の商品名ハイトレル（ショア硬度５５Ｄ）を 原料として使用）厚さ３０μｍのステンレス鋼ＳＵＳ３０１の金属層３と実施例 １と同様にして張り合わせたものであり、レーザー光として、ＹＡＧ基本波を第 ２高調波発生ユニット（非線形光学結晶素子から構成）に入射して得られた第２ 高調波（波長５３２ｎｍ）を用いて加工したものである。この版はポリマ層とし てゴム弾性を有する樹脂を使用しているので、被印刷体との密着性は良好であり 、３００回連続印刷後も被印刷体に印刷インキのニジミは見られなかった。

【００２４】 図５は、本考案の実施例３の印刷版の１つの開口部の断面形状である。金属層 ３として、厚さ３０μｍのＳＵＳ３０１の金属層３にゴム系接着剤（セメダイン （株）の商品名セメダイン５７５）をコートした上に、カーボンブラックと紫外 線吸収剤を配合したクロロプレンゴム（ショア硬度５０Ｄ）からなる厚み７０μ ｍのポリマ層２を形成した印刷版材を用いた。この印刷版材をＹＡＧレーザーの 第２高調波を第４高調波発生ユニット（非線形光学結晶素子から構成）に入射し て得られた第４高調波（波長２６６ｎｍ）を用いて加工したものである。この印 刷版の断面形状は良好であり、ＴＡＢテープに実装した半導体の被印刷体に印刷 インキとしてエポキシ系封止剤（北陸塗料（株）の商品名チップコート８３０４ ）を使用して印刷した。５００回以上連続印刷後も被印刷体に印刷インキのニジ ミは見られなかった。

【００２５】

【考案の効果】

本考案は、プリント回路板に表面実装を行うための半田ペーストや、半導体チ ップを封止するための樹脂封止剤や、半導体チップやプリント回路板にバンプや 電気回路を形成するための導電性ペースト等をスクリーン印刷機で印刷するため の印刷版において、ポリマ層と金属層からなる厚さ０．０１５から０．３００ｍ ｍの積層体にＹＡＧレーザーの基本波および高次高調波のいずれかまたはこれら の任意のミキシング光を照射して複数の開口貫通孔を有する印刷版に関するもの であり、被印刷体と接する側に印刷版のポリマ層を配設することにより、被印刷 体との密着性が高められる結果、印刷時の印刷インキのニジミが発生し難くなり 、また、印刷時にスキージが印刷インキを擦りつける側に金属層を配設している ため、印刷位置のずれや寸法の変化が発生せずまた、耐摩耗性が著しく改善され る。また、特に、ＹＡＧレーザーの高次高調波により複数の開口貫通孔が形成さ れているので、低コストで断面形状に優れた高品質の印刷版を提供することがで きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 印刷版全体の概略平面図である。

【図２】 図１の印刷版を使用して印刷インキを印刷し
ている状態を示す断面図である。

【図３】 実施例１の印刷版の１つの開口部の断面形状
である。

【図４】 実施例２の印刷版の１つの開口部の断面形状
である。

【図５】 実施例３の印刷版の１つの開口部の断面形状
である。

【符号の説明】

１ 印刷枠 ２ ポリマ層 ３ 金属層 ４ 被印刷体 ５ スキージ ６ 印刷インキ ７ 開口貫通孔

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリマ層と金属層からなる厚さ０．０１
   ５から０．３００ｍｍの積層体にＹＡＧレーザーの基本
   波および高次高調波のいずれかまたはこれらの任意のミ
   キシング光を照射して複数の開口貫通孔を形成せしめて
   なることを特徴とする印刷版。
2. 【請求項２】 上記ポリマ層が、ショア硬度２５Ｄ以上
   の熱可塑性エラストマを主成分とすることを特徴とする
   請求項１の印刷版。
3. 【請求項３】 上記ポリマ層が、ショア硬度２５Ｄ以上
   のゴム弾性体を主成分とすることを特徴とする請求項１
   の印刷版。