JP3825971B2

JP3825971B2 - 印刷用メタルマスク

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Publication number: JP3825971B2
Application number: JP2000392314A
Authority: JP
Inventors: 泰行馬場; 高史松本
Original assignee: Bon Mark Co Ltd
Current assignee: Bon Mark Co Ltd
Priority date: 2000-12-25
Filing date: 2000-12-25
Publication date: 2006-09-27
Anticipated expiration: 2020-12-25
Also published as: JP2002192850A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ソルダペーストのスクリーン印刷に用いる印刷用メタルマスクに関するもので、特に、印刷用メタルマスクの基板面及び開口部内壁面に、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に関する。これにより、ソルダペーストの開口部における詰まりが少なく、メタルマスクの基板面に対するにじみが少なく、溶剤による洗浄性がよい、連続印刷性に優れたスクリーン印刷用メタルマスクとしての利用が可能である。
【０００２】
【従来の技術】
従来技術として、スクリーン印刷版（特開平１−２９９０８８）、印刷用メタルマスクおよびその製造方法（特開平３−５７６９７）、スクリーン印刷用版の製造方法（特開平３−７２３６４）、金属・プラスチックハイブリッドマスク及びその製造方法（特開平１０−１３８６５７）、スクリーン印刷用メタルマスク（実開昭６３−３７２５６）、メタルマスク印刷版（実開平３−９４５４３）、印刷版（実用新案登録第３０４２８１４号）、スクリーン印刷版およびそれを用いたプリント配線板の製造方法（特許第３０９８７５３号）等が知られている。また、本発明のソルダペーストの語はＪＩＳＺ３２８４−１９９４の用語の定義の項に記載された、はんだ粉末とペースト状フラックスの混合物として定義される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
これら従来例についての課題を説明すると、実開昭６３−３７２５６にあっては、メタルマスクのパターン孔の内面に摩擦抵抗の少ない高分子化合物からなる平行滑層を形成した点の開示が認められる。しかしながら、ソルダペーストの後述する「抜け性」においては、平行層を設けてもテーパー層を設けた場合のような効果が発揮されない。また、抜け性の改善には滑り性の向上とはじき性の向上の両方が必要であり、摩擦抵抗を少なくしただけでは十分ではない、といった欠点があり実用的でなかった。
【０００４】
また、特開平１−２９９０８８にあっては、コート被膜が弾性樹脂より成るために、ソルダペースト、スキージー又は実装基板の凸部によりコート被膜表面が磨耗する。またインキを洗浄する際に溶解、膨潤、ひび割れ、変形などの劣化を生じるために反復使用が困難であるという欠点があった。
【０００５】
同様に、特開平３−５７６９７にあっては、メタルマスク層の被印刷面側に積層された感光樹脂硬化膜層はソルダペーストに対する滑り性又ははじき性を有しておらず、さらにメタルマスク層の孔部の内壁面は金属のままであるために、ソルダペーストの詰まりやにじみにおける難点が解消されていない。
さらに、特開平３−７２３６４では、エキシマレーザーで実用的な画像を形成することが可能な重合体シートはソルダペーストに対する滑り性又ははじき性を有していない、又は殆ど有していないので、ソルダペーストの抜け性又はにじみにおける難点は解消されていない。
【０００６】
さらにまた、特開平１０−１３８６５７にあっては、好ましいとされるポリイミド樹脂又はポリエステル樹脂はソルダペーストに対する滑り性又ははじき性を有していないか、又は殆ど有しておらず、さらに金属層の開口部内壁面は金属のままであるために、ソルダペーストの抜け性又はにじみにおける難点は解消されない。
【０００７】
同様に、実開平３−９４５４３でも、塗布された感光性樹脂はソルダペーストに対する滑り性又ははじき性を有していない。
さらに、実用新案登録第３０４２８１４号では、明細書記載にもあるように金属層の開口貫通孔の内壁面は金属のままであり、また熱可塑性エラストマを主成分とするポリマ層はソルダペーストに対する滑り性又ははじき性或いは耐磨耗性又は耐溶剤性に欠けるといった欠点があった。
【０００８】
また、メタルマスク（エッチング法）におけるフッ素コーティングにあっては、はじき性が改善されても滑り性を向上させることはできず、いずれも実用面で十分とはいえなかった。又は耐溶剤性に欠けるといった欠点があった。
また、メタルマスク（エッチング法）におけるフッ素コーティングにあっては、はじき性が改善されても滑り性を向上させることはできず、いずれも実用面で十分とはいえなかった。
【０００９】
さらに、スクリーン印刷用版およびそれを用いたプリント配線板の製造方法（特許第３０９８７５３号）にあっては、版枠に張られた紗に乳剤を形成し、前記乳剤の被印刷物側のみの表面に有機ケイ素化合物被膜を形成させたスクリーン印刷用版である。明細書の記載を参酌すると、有機ケイ素化合物は例えばメチルポリシロキサンのような化合物を挙げている（同公報４欄第２９行）。これがジメチルポリシロキサンのことと推察されるが、これらの使用のみでははじき性が十分でなく使用上さらに改善を必要としていた。
【００１０】
したがって、これらの従来技術では、被覆層はソルダペーストに対して、はじき性及び滑り性が十分でないために、開口部へのソルダペーストの詰まり、基板面に対するソルダペーストのにじみ、印刷されたソルダペーストの形状のバラツキなどの点で不十分であり、このため連続印刷性にも難があった。
【００１１】
本発明は、これら従来技術の欠点を解決するするため、メタルマスク開口部でのソルダペーストの詰まりを解消する、メタルマスクの基板面に対するハンダペーストのにじみを少なくすることで連続印刷性を改善するとともに、マスクの溶剤洗浄を容易にすることにより反復使用性を改善するとした課題解決を目的としている。このため、メタルマスクの開口部内壁面及び基板面における高分子化合物による被覆層を形成させたものである。高分子化合物としては後述するシリコーン変性フッ素系樹脂を用いたものである。
【００１２】
この結果、（１）メタルマスクの開口部内壁面におけるソルダペーストの詰まりが少ない。（２）メタルマスクの基板面に対するソルダペーストのにじみが少ない。及び、（３）連続印刷性及び反復使用性に優れたスクリーン印刷用メタルマスクとして提供でき、さらに現在市場において容易に適用できることからコストダウンを可能としたメタルマスクに関する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、主鎖にフッ素樹脂と側鎖にシリコーン樹脂の双方を存在させたシリコーン変性フッ素系樹脂と、これと反応性シリコーン樹脂及び／又は反応性フッ素樹脂と、硬化剤及び有機溶剤からなるコーティング樹脂液を金属層開口部内壁面及び金属層基板側の開口部周縁に塗布し加熱して、開口部内壁面被覆層及び基板面被覆層として硬化樹脂層を形成させ、これにより、前記フッ素樹脂及び前記反応性フッ素樹脂がはじき性を付与し、前記シリコーン樹脂及び前記反応性シリコーン樹脂が滑り性を付与することを特徴とする印刷用メタルマスクにより提供される。
【００１４】
また、前記反応性シリコーン樹脂が末端に水酸基、アルコキシアルキル基又はエポキシ基を有するシリコーン樹脂を用いたことを特徴とする前記記載の印刷用メタルマスクにより効果的に提供される。
【００１５】
さらに、前記硬化剤がイソシアネートプレポリマー、グアナミン樹脂及びメラミン樹脂の群より選択されたいずれかを含む前記のいずれか記載の印刷用メタルマスクにより提供される。
【００１６】
さらにまた、前記硬化剤がグアナミン樹脂、及びメラミン樹脂から選択されたいずれかを含む場合に、ｐ−トルエンスルホン酸の硬化触媒を、硬化剤に対して０．１から５質量％の範囲で用いた前記のいずれか記載の印刷用メタルマスクにより効果的に提供される。
【００１７】
またさらに、前記有機溶剤がトルエン、キシレン、アルキルベンゼンから選ばれる少なくとも１種の芳香族系、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンから選ばれる少なくとも１種のケトン系、酢酸エチル、酢酸イソブチルから選ばれる少なくとも１種のエステル系、γ−ブチロラクトン、イソブチルアルコール、３−メチル−３−メトキシブタノールから選ばれる少なくとも１種のアルコール系、テトラヒドロフラン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンから選ばれる少なくとも１種のヘテロ脂環系、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールジエチルエーテルを単独で又は２種類以上を組み合わせて用いた前記のいずれか記載の印刷用メタルマスクにより効果的に提供される。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、具体的に発明の実施の形態について説明する。図面を参照して説明すると、図１ないし図４は本発明のスクリーン印刷用メタルマスク（以下、発明の実施の形態において印刷用メタルマスクという。）の開口部の基本構成を示した断面図である。より具体的には図１は電鋳法又はレーザー加工で開口した開口部断面形状であり、図３はエッチング法で開口した開口部断面形状である。図２、図４は図１、図３の開口部断面に被覆層を形成させた状態の開口部断面形状を示したものである。
【００１９】
電子部品を高密度に実装させるプリント配線基板製造にはハンダ付けさせるためのソルダペースト印刷用マスクが必要となる。この印刷用メタルマスクは印刷精度、生産性から一般に素材として金属を使用している。これら素材としてはステンレス（ＳＵＳ３０４等）、ニッケル合金等が好適である。また、メタルマスクの開口部を形成させる手段としてはエッチング、レーザ加工、電鋳等が可能でありこれらから目的に応じて適宜選択される。
なお、本発明に使用した電鋳法、レーザー加工法、エッチング法の語句についての定義を示すと以下のとおりである。
【００２０】
電鋳法
母材となる金属板の片面に、必要なマスク厚よりやや厚い感光性樹脂からなるレジスト層を形成させる。この上に開ロパターンを描画したフォトマスクを載せて露光した後に，レジスト層の未露光部分を除去すると母材の表面に開ロパターンに対応した樹脂層が形成される。これに、必要な板厚になるようにニッケル又はニッケル合金のメッキを施す。次いで、母材からメッキ板を剥離させ、開ロパターンに詰まっている樹脂層を除去してメタルマスクとするウェット加工法である。
レーザ加工法
ＹＡＧレーザビームで金属板を加熱溶融させて開口部を形成するドライ加工法である。
エッチング法
金属層の両面に感光性樹脂液を塗布して乾燥させ、又は感光性樹脂フィルムを貼付して、レジスト層を形成する。この上に開ロパターンを描画したフォトマスクを載せて露光した後にレジスト層の未露光部分を除去するリソグラフィー法でレジストパターンを形成する。次いで金属層のエッチングを行って開口部を形成させ、レジスト層を剥離してメタルマスクとするウエット加工法である。
【００２１】
図１はこの金属層１に形成させた開口部２の状態を示したものである。
これに被覆する後述の被覆層は基本的にはシリコーン樹脂とフッ素樹脂との双方の特徴を活かしたもので、フッ素ポリマーよりなる主鎖に、ポリシロキサンをグラフト共重合させ、これを開口部内壁面及び図の基板側の金属層下面に形成させたものである。
【００２２】
以下実施例について印刷用メタルマスクの被覆層形成について説明する。
実施例１
Ａ．メタルマスクの形成
メタルマスク作成のため厚さ０．１０ｍｍの材質ステンレス（ＳＵＳ３０４）を使用し、これに開口部２をレーザ加工により例えば、スキージー面の直径が６６μｍ、基板側の直径が８１μｍの円形孔として図１に示すよう形成させた。なお、本発明ではレーザ加工法によるメタルマスクで言及しているが電鋳法、エッチング法によるメタルマスク作成にも同様実施可能である。
【００２３】
具体的製造例に示すように、主鎖にフッ素樹脂と側鎖にシリコーン樹脂が存在することでシリコーン樹脂とフッ素樹脂との双方の特徴を併せ持つ樹脂を活かしたもので、これと反応性シリコーン樹脂及び／又は反応性フッ素樹脂、硬化剤及び有機溶剤からなるコーティング樹脂液を図２又は図４に示したように形成させる。印刷用メタルマスク６の構成としては金属層１に開口部２の内壁面被覆層３及び図の金属層下面４にあたる基板面被覆層５を設けたものである。これを得るには金属層１の開口部２の内壁面及び金属層下面に前記素材を塗布し加熱して、硬化樹脂層を内壁面被覆層３及び基板面被覆層５として形成させる。印刷用メタルマスクの金属層１の少なくとも開口部２の内壁面３及び基板面５に塗布することが重要で、これが硬化して被覆層として機能する。シリコーン樹脂とフッ素樹脂との双方の特徴を併せ持つ樹脂としては、例えば水酸基を有するフッ素系樹脂にシリコーン系ポリマーをグラフト反応させてなるシリコーン変性フッ素系樹脂を用いることができる。
【００２４】
本発明の目的である被覆層のはじき性及び滑り性は以下の基本発想から採用した。シリコーン変性フッ素系樹脂のフッ素樹脂及び反応性フッ素樹脂がはじき性を付与し、また、シリコーン変性フッ素系樹脂のシリコーン樹脂及び反応性シリコーン樹脂が滑り性を付与する。はじき性と滑り性とのつり合いはソルダペーストの印刷条件、特にソルダペーストの物理的、化学的性質に応じて変わり、前記シリコーン変性フッ素系樹脂、前記反応性フッ素樹脂、前記反応性シリコーン樹脂の割合を変えること及び前記硬化剤の種類を変えることで調節可能となる。
【００２５】
反応性シリコーン樹脂としては末端に水酸基、アルコキシアルキル基又はエポキシ基を有するシリコーン樹脂を用いることができる。なおここでの末端には片末端に限定されない。
反応性フッ素系樹脂としては末端に水酸基、アルコキシアルキル基又はエポキシ基を有するフッ素樹脂を用いることができる。なおここでの末端は片末端に限定されない。
硬化剤としてはイソシアネートプレポリマー、グアナミン樹脂又はメラミン樹脂等を用いることができる。イソシアネートプレポリマーはイソシアネート基がブロックされたもの、イソシアネート基がブロックされていないものを単独で又は組み合わせて用いることができる。また、必要に応じてｐ−トルエンスルホン酸等の硬化触媒を用いることができる。
【００２６】
有機溶剤としてはトルエン、キシレン、アルキルベンゼン等の芳香族系、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系、酢酸エチル、酢酸イソブチル等のエステル系、γ−ブチロラクトン等のラクトン系、イソブチルアルコール、３−メチル−３−メトキシブタノール等のアルコール系、テトラヒドロフラン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等のヘテロ脂環系、プロピレングリコールモノメチルエーテル等のポリアルキレングリコールモノアルキルエーテル系、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のポリアルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート系、プロピレングリコールジエチルエーテル等のポリアルキレングリコールジアルキルエーテル系を単独で又は２種類以上を組み合わせて用いることができる。
なお、ここで、硬化剤のイソシアネートプレポリマーは水酸基又はアルコキシ基を有する有機溶剤と反応するため、水酸基又はアルコキシ基を有する有機溶剤を用いる場合にはブロックされたイソシアネートプレポリマーを用いる。
【００２７】
本発明において使用可能な配合比としては、前記シリコーン変性フッ素系樹脂が（ａ）シリコーン変性フッ素系樹脂と（ｂ）反応性シリコーン樹脂及び（ｃ）反応性フッ素系樹脂からなり、（ａ）成分が９０〜１００質量％、（ｂ）成分が０〜１０質量％の割合をなす（ａ）成分及び（ｂ）成分が９０〜１００質量％に対し、（ｃ）成分が０〜１０質量％である。
すなわち、（ａ）シリコーン変性フッ素系樹脂と（ｂ）反応性シリコーン樹脂の合計が９０〜１００質量％に対し、（ｃ）成分が０〜１０質量％であることが適当である。
共晶ハンダ系のソルダペーストを印刷するメタルマスクついては、反応性シリコーン樹脂の量を増やして、又は、反応性フッ素系樹脂の量を減らした配合の樹脂層を形成するのが好ましい。また、前者を量を増やし、かつ、後者の量を減らした配合の樹脂層を形成するのがより好ましい。
無鉛ソルダペースト又は活性化フラックスを含有するソルダペーストを印刷するメタルマスクについては、反応性シリコーン樹脂の量を減らして、かつ、反応性フッ素系樹の量を増やした配合の樹脂層を形成するのが好ましい。
さらに、樹脂層とメタルマスクとの接着を強固にする、或いは、樹脂層の耐擦性又は耐溶剤性を強固にするには、反応性シリコーン樹脂の量及び反応性フッ素系樹脂の量の両方を減じることで対応が可能である。
【００２８】
また、コーティング樹脂液の樹脂固形分は特に制限されるものではなく、塗布方法やメタルマスクの仕様によって適時選択されるが、通常５〜４０質量％とすることが好ましい。
硬化には、１２０〜２００℃の範囲で５分間〜１０時間の加熱、好ましくは１４０〜１７０℃の範囲で３０分間〜２時間の加熱を行う。
【００２９】
硬化樹脂層の厚さはメタルマスクの仕様によって適時選択され、１〜２０μｍが使用可能で、望ましくは２〜５μｍに選定すべきである。
硬化剤の割合は、硬化剤種が変わると使用量も変わるが、一例を挙げると、次のようになる。硬化剤の量は、シリコーン変性フッ素系樹脂の反応基の当量と反応性シリコーン樹脂の反応基の当量及び反応性フッ素系樹脂の反応基の当量の合計に対して硬化剤の反応基の当量が０．５〜１．５の割合となる範囲で用いられる。
【００３０】
Ｂ．以下、シリコーン変性フッ素系樹脂の製造方法について述べる。
本発明では前記した素材から具体的には次により素材を製造した。
シリコーン変性フッ素系樹脂としては、公知の方法で調製した化合物を用いることができる。また、市販品で使用可能な例として、例えば、ＢＡコート剤（株式会社Ｔ＆ＫＴＯＫＡ製）が適当である。前記の反応性シリコーン樹脂としては、例えば、ＦＺ−３７１１、ＦＺ−３７２２（日本ユニカー株式会社製）、Ｘ−２２−８００４（信越化学工業株式会社製）が適当である。
また、反応性フツ素樹脂としては、例えば、ルミフロンＬＦシリーズ（旭硝子株式会社製）が適当である。
【００３１】
硬化剤では、イソシアネートプレポリマーとして、例えば、コロネートＨＸ（日本ポリウレタン工業株式会社製）、スミジュールＮシリーズ（住友バイエルウレタン株式会社製）等が適当である。グアナミン樹脂としては、例えばデラミンＴシリーズ、ダイミンシリーズ（富士化成工業株式会社製等）が適当である。
メラミン樹脂としては、例えば、サイメルシリーズ（三井サイテック株式会社製）等が適当である。
【００３２】
以下、具体的なコーティング樹脂液の一製造例につい述べる。
【製造例１】
撹拝装置を備えた、密閉可能なガラス製容器に、ＢＡコート剤（樹脂固形分で１８．４ｇ）、Ｘ−２２−８００４（樹脂固形分で０．９ｇ）、ルミフロンＬＦ−２００（樹脂固形分で０，６ｇ）、コロネートＨＸ（樹脂固形分で４ｇ）を入れ、これに、全体の質量が１００ｇとなるように希釈溶剤を加えた。希釈溶剤は７０質量％のキシレンと３０質量％の３一メトキシブチルアセテートの混合物を用いた。これを２０℃に保ちながら１０分間攪拌混合して、全体を均一な溶液とした。この溶液をグラスウールでろ過して、コーティング樹脂液を得た。なお、コーティング樹脂液としてはこれに限定されるものではない。適宜前記素材の組合せにより本発明の目的に適したコーティング樹脂液を作成できる。
【００３３】
Ｃ．被覆層の形成
製造例１で得られたコーティング樹脂液を次の方法により金属層の開口部内壁面及び図の金属層の基板側である金属層下面に塗布、硬化して、被覆層を形成させた。
メタルマスク作成のため金属層ヘの素材塗布は、厚さ０．１０ｍｍのＳＵＳ３０４ステンレスに対し、２μｍないし４μｍ程度の被覆層を形成するように開口部内壁面及び金属層下面に塗布し、これらを１６０℃で６０分間加熱して硬化させ、図２に示すメタルマスクを作成した（以下、当方法で作成された被覆層をＢＡコートと称する。また当方法で作成された被覆層を有するメタルマスクをＢＡコートメタルマスクと称する）。
なお、コーティング樹脂液の塗布は金属層開口部内壁面及び金属層基板側全体の塗布を意味するとして説明したがこれに限定されない。少なくとも開口部周縁３は全内壁面で塗布することには変更はないが、金属層基板側の方は金属層下面の開口部周縁に塗布し加熱して、開口部内壁面被覆層及び基板面被覆層として硬化樹脂層を形成させても良い。この場合には少なくとも金属層基板側の開口部の周縁を含むことは必須であるが、さらに基板に実装される回路部品、その線路等基板としての必要となる範囲内で被覆層を形成させることも本発明の範囲として認識されるべきである。したがって、基板側の全面である必要はない。これらの塗布形成方法としては、噴霧塗布が適当であった。
【００３４】
Ｄ評価試験従来技術との対比
（１）ソルダペーストの「はじき性」確認については、フラックスとマスク素材との接触角比較試験によった（表１）。
従来技術との対比試験として、ソルダペーストの構成成分であるフラックスを用いてＢＡコートの接触角を測定した。本発明では、まずソルダペーストを用いて「はじき性」の直接比較を試みたが、ソルダペーストが高粘稠で揺変性に富むため直接比較が困難であったので、より本発明のソルダペーストの「はじき性」についての作用効果が明確となる接触角で比較測定した。これは、ソルダペーストがハンダの球状微粒子と液状のフラックスから成立することから、その後者により本発明の作用効果を表示可能と解されるためである。
【００３５】
本発明のＢＡコート（シリコーン変性フッ素系樹脂の被覆層）、比較例としてＳＵＳ３０４、ニッケル合金、ポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと称する）フィルム、ポリイミド（以下、ＰＩと称する）フィルム及び次の液状樹脂組成物をＳＵＳ３０４上に塗布して硬化させ、５μｍ程度の厚みに造膜したものを用いた。
液状樹脂組成物としては熱硬化型ＰＩ樹脂、熱硬化型フッ素樹脂、熱硬化型シリコーン樹脂及び紫外線硬化型（ＵＶ硬化）シリコーン樹脂を用いた。
【００３６】
また、使用したソルダペースト用フラックスは、共晶ハンダ用としてソルベント７６００Ｂ（千住金属工業株式会社製）を用いた。共晶・無鉛共用フラックスとしてソルダーぺ一スト希釈剤各ペースト品用（株式会社タムラ製作所製）を、無鉛ハンダ用フラックスとしてＬＯＮＣＯ．ＯＲＧＡＮＯＦＬＵＸ−３３５５−１１（吉川化工株式会社製）を用いた。
測定はＣＡ−Ｗ型自動接触角計（協和界面科学社製）により行い、結果を表１の「フラックスとマスク素材との接触角の比較」に示した。
【００３７】
【表１】

【００３８】
表中本発明のＢＡコートでは、無鉛ハンダ用フラックスで他の試料との差異が認められ、接触角が４３度という高い値を示した。同様に、共晶ハンダ用フラックスでも２８度、また、共晶・無鉛共用フラックスでも２９度という高い値を示した。すなわち、ソルダペーストに対する「はじき性」が大きいことが本発明の顕著な作用効果といえる。
【００３９】
（２）ソルダペーストの「滑り性」確認については、フラックスとマスク素材とのフロー比較試験によった（表２）。
ソルダペーストの「滑り性」を直接比較するのが困難であったので、ソルダペーストの構成成分であるフラックスを用いてＢＡコート上のフローを測定した。すなわち、５度の傾きに保持した試験片の表面に、０．０５ｇのフラックスを置き、流動するフラックス液の流れの前端及び後端が１００ｍｍの距離を移動するに要する時間を求めた。ここで、フラックス液の流れの前端、後端の意味は次の通りである。試験片の表面にフラックス液を置いた後に試験片を５度傾け、このとき、前端とはフラックス液が移動する方向（試験片の端が下がっている方向）に向いたフラックス液の端、後端は前端より遅れて移動した、いわば前端と正反対の方向にある端を意味する。
【００４０】
このときの比較例にはＳＵＳ３０４及びニッケル合金、ＰＥＴフィルム、ＰＩフィルム及び次の液状樹脂組成物をＳＵＳ３０４上にコートして硬化させ、５μｍ程度に造膜したものを用いた。液状樹脂組成物は前記表１のものを使用した。また、ソルダペースト用フラックスは、前記と表現上相違するが同一のものであり、ソルベント７６００Ｂ、ソルダーぺ一スト希釈剤各ペースト品用及びＬＯＮＣＯ．ＯＲＧＡＮＯＦＬＵＸ−３３５５−１１を用いた。
結果を表２の「フラックスとマスク素材とのフローの比較」に示した。
【００４１】
【表２】

【００４２】
表中本発明のマスクの素材間で検討すると、フロー端として表示された前端及び後端の移動時間は、ＢＡコートでは、いずれのフラックスでも、せいぜい２３ないし３６秒程度であるのに対し、他の素材では少なくても倍以上ないし流れが途中で停止してしまった素材すら存在していた。移動が速やかであることが他の試料との顕著な差異として認められ、特に後端のフローのデータが示すように「滑り性」を有する素材はＢＡコートのみであるということが明白である。
【００４３】
（３）ソルダペーストの「抜け性、印刷適性」等はＢＡコートメタルマスクの印刷比較試験結果に示した（表３）。
これは、印刷機で印刷比較することで、印刷されたソルダペーストの形状のバラツキが少ないほどソルダペーストの「抜け性」が良い、すなわち、ソルダペーストに対する印刷適性が良いとされる、ＪＩＳ−Ｚ３２８４−１９９４、附属書５に示されたソルダペーストの印刷性試験に類似した方法により比較した。附属書５には印刷初期及び連続印刷時での印刷されたソルダペーストの形状・寸法・並びにそれらの安定性試験及び評価方法が規定されている。
本発明では、図１に示したスキージー面の直径が６６μｍ、基板側の基板面の直径が８１μｍの円形孔として形成したメタルマスクを使用した。
【００４４】
ソルダペーストの抜け性比較は印刷されたソルダペーストの形状のバラツキで判定し、少ないほど良いとの評価基準で試験方法は下記によった。
ａ．ＳＵＳ３０４をレーザ加工したメタルマスクを標準品とし、これに本発明のＢＡコートを設けたメタルマスクを改良品として、比較を行う。
ｂ．マスクは同一開ロパターンとし、ソルダペーストの印刷を行ってその印刷形状のバラツキを比較した。
ｃ．使用するソルダーぺ一ストは、共晶ハンダのＲＭＡ−２０−２１（株式会社タムラ製作所製）を使用した。
結果は表３の「ＢＡコートメタルマスクの印刷比較試験結果」に示した。
【００４５】
【表３】

【００４６】
表３に示された中で、比較項目１の真上から観察したソルダペーストの印刷形状の比較では、標準品で一部分が脇に飛び出すなどの変形が生じているとの観察結果が見られる。総合評価では、ブリッジの発生以外の全項目に不具合が生じているとの結論であり性能面での致命的欠陥が認められる。これに対して本発明のＢＡコートメタルマスクでは、比較項目２のソルダペーストの抜け具合の項で微量の欠け、開口部への微量の詰まりは発生したが、抜け性及び印刷安定性に極めて優れているとの判断であり、性能面で十分満足の得られる結果であった。
【００４７】
連続印刷に対する安定性比較では、表３の比較項目２のソルダペーストの抜け具合の項及び比較項目５の開口部へのソルダペーストの詰まりの項で比較がなされた。標準品は、印刷が進むに従い抜け及び詰まりが徐々に増加していた。ＢＡコート品にはいずれも増加はなかった。この結果から、メタルマスクとして本発明のＢＡコート品が連続印刷に対する安定性を十分備えた評価が得られた。
本発明のＢＡコートメタルマスクは印刷初期及び連続印刷時での印刷されたソルダペーストの形状、寸法、並びにそれらの安定性試験について優秀な結果となった。
【００４８】
印刷用メタルマスクの基板面に対するソルダペーストのにじみによる基板の汚れ性試験（比較項目６）は同様表３に示された結果となった。
これは、印刷機で印刷比較することで、基板面の円形孔の周辺観察から印刷されたハンダペーストの「にじみ」の少なさで確認した。この結果は、ソルダペーストの印刷性ないしは印刷適正性が判定できる。前記ＪＩＳ規格には記載はないが商品の特性として必要な性能とされる。附属書５に規定されている印刷初期及び連続印刷時での印刷されたソルダペーストの基板面の円形孔の周辺観察結果から評価した。結果は、ＢＡコートメタルマスクで殆ど発生していないのに対し、標準品ではにじみが多いとの結果であった。これらは写真判定で確認した。この効果が発現した理由は抜け性とほぼ類似したものと推定される。
【００４９】
溶剤を用いたソルダペースト洗浄の容易性確認及び反復使用耐久性試験
次の手段により判定した。
下記の条件で連続印刷後にメタルマスクの洗浄を行う。これを繰り返してＢＡコートの効果に変化がないか観察した。
ａ．ＳＵＳ３０４製メタルマスク又はＳＵＳ３０４にＢＡコートメタルマスクにおいて、同一条件下でソルダペーストを印刷し、結果を比較した。そのなかで溶剤を用いたソルダペースト洗浄の容易性及びＢＡコートの耐久性についての所見が得られた。
ｂ．メタルマスクは、厚さが０．１５ｍｍで、開口部の形状が０．３５ｍｍＸ０．３５ｍｍのベース型のものを使用した。
【００５０】
ｃ．ソルダペーストは、前記のＲＭＡ−２０−２１を使用した。
ｄ．印刷機は、ＭＩＮＡＭＩＭＫ−８８０ＳＶ（南工学株式会社製）を使用した。
ｅ．洗浄機は、メタルマスク超音波洗浄装置ＨＳ−６５０（有限会社星川洗浄システム製）を使用した。
ｆ．洗浄溶剤は、リンピアールＭＣ９５０（東邦化学工業株式会社製）を希釈せず使用した。
ｇ．洗浄水は、水道水を使用した。
ｈ．メタルマスクの洗浄は、次によった。
リンピアールＭＣ９５０中で３分間の超音波洗浄→エアーブローを２分間→２０℃での水洗を１分間→４０℃の熱風乾燥機中で１０分間の乾燥した。
ｉ．洗浄の頻度は、連続印刷４０回毎に１回の洗浄とした。
ｊ，洗浄回数は２００回まで行なった。
【００５１】
比較試験結果は、標準品においては常に開口部に少量のソルダボールの残留が認められたが、ＢＡコートメタルマスクの開口部には全く認められなかった。
また、ＢＡコートメタルマスクにおいては、洗浄溶剤及び洗浄水の除去が速やかかつ容易であった。
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、開口部におけるソルダペーストの詰まりが少なく、メタルマスクの基板面に対するソルダペーストのにじみが少ない、溶剤による洗浄性がよい、連続印刷性に優れたスクリーン印刷用メタルマスクとして提供できた。さらに現在市場において容易に適用できるこどからコストダウンを可能としたメタルマスクとして提供出来る。
【００５３】
さらに、マルチメディアの急速な発展はますますプリント基板の高密度化からさらなるメタルマスクへの要求である狭ピッチパターンにも十分対応したメタルマスクとして提供できる。
請求項１記載の発明によれば、シリコーン変性フッ素系樹脂を使用したことでフッ素樹脂単独のコート又はシリコーン樹脂単独のコート等従来技術のソルダペースト印刷用マスク、コート無しのメタルマスクに比べより効果的なスクリーン印刷用メタルマスクとして提供される。
請求項２以下の発明によれば、シリコーン変性フッ素系樹脂のより具体的な作用効果を有するスクリーン印刷用メタルマスクとして提供される。
【００５４】
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザ加工又は電鋳法で開口したメタルマスククの一部開口部の様子を示した断面図。
【図２】図１のメタルマスクの開口部に被覆層を形成させた状態を示した断面図。
【図３】他のメタルマスクの一部開口部の様子を示した断面図。
【図４】図３のメタルマスクの開口部に被覆層を形成させた状態を示した断面図。
【符号の説明】
１金属層
２開口部
３開口部内壁面被覆層
４金属層下面
５基板面被覆層
６印刷用メタルマスク

Claims

主鎖にフッ素樹脂と側鎖にシリコーン樹脂の双方を存在させたシリコーン変性フッ素系樹脂と、これと反応性シリコーン樹脂及び／又は反応性フッ素樹脂と、硬化剤及び有機溶剤からなるコーティング樹脂液を金属層開口部内壁面及び金属層基板側の開口部周縁に塗布し加熱して、開口部内壁面被覆層及び基板面被覆層として硬化樹脂層を形成させ、これにより、前記フッ素樹脂及び前記反応性フッ素樹脂がはじき性を付与し、前記シリコーン樹脂及び前記反応性シリコーン樹脂が滑り性を付与することを特徴とする印刷用メタルマスク。
前記反応性フッ素系樹脂が末端に水酸基、アルコキシアルキル基又はエポキシ基を有するフッ素樹脂を用いたことを特徴とする請求項１記載の印刷用メタルマスク。
前記反応性シリコーン樹脂が末端に水酸基、アルコキシアルキル基又はエポキシ基を有するシリコーン樹脂を用いたことを特徴とする請求項１又は２記載の印刷用メタルマスク。
前記硬化剤がイソシアネートプレポリマー、グアナミン樹脂及びメラミン樹脂の群より選択されたいずれかを含む請求項１から３のいずれか記載の印刷用メタルマスク。
前記硬化剤がグアナミン樹脂、及びメラミン樹脂から選択されたいずれかを含む場合に、ｐ−トルエンスルホン酸の硬化触媒を、硬化剤に対して０．１から５質量％の範囲で用いた請求項１から４のいずれか記載の印刷用メタルマスク。
前記有機溶剤がトルエン、キシレン、アルキルベンゼンから選ばれる少なくとも１種の芳香族系、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンから選ばれる少なくとも１種のケトン系、酢酸エチル、酢酸イソブチルから選ばれる少なくとも１種のエステル系、γ−ブチロラクトン、イソブチルアルコール、３−メチル−３−メトキシブタノールから選ばれる少なくとも１種のアルコール系、テトラヒドロフラン、Ｎ−メチル−２−ピロリドンから選ばれる少なくとも１種のヘテロ脂環系、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールジエチルエーテルを単独で又は２種類以上を組み合わせて用いた請求項１から４のいずれか記載の印刷用メタルマスク。