JP5034506B2 - メタルマスクおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
例えば、近年、メタルマスクの被印刷物側の面にメッキすることで、表面をある程度粗して版離れを改善する手段が採られている。しかし、メッキ処理では、表面粗度を正確に管理することが難しく、印刷用に用いられるハンダペーストの種類や粘度、粒径等に応じて積極的に被印刷物側の表面を所望の状態に制御することが困難であり、印刷の開口部におけるハンダペーストの抜け性をコントロールすることができない。また、メッキにより表面を粗面化する場合、粗面化状態の均一性を維持することが困難であり、特にメッキにより被印刷物側の表面に粗大粒子が形成されることもあり、その場合、印刷時に被印刷物表面を傷付けてしまう懸念がある。
かかる環状突起を設けることで、印刷時において、前記孔の周りの隙間が封鎖され、ハンダ粒子が前記孔からはみ出すことがなくなり、極めて緻密で高精細なパターンを印刷することができるようになる。
既述のように単に環状突起を設けた場合には、印刷時に前記孔の周りの隙間が封鎖された状態となる。これに対し、前記環状突起の一部に谷を設けることで、前記孔を取り囲むように設けられた環状突起における環の内外を印刷時に連通する孔を設けた状態になる。このように前記環状突起の内外を連通させたことにより、前記環状突起内部の空気の逃げ場が確保され、空気溜まりが生じてこれが邪魔することによる印刷パターンの欠けや、空気の流れが生じずに却って被印刷物との間に吸着が生じてしまうことによる版離れの悪化と言った不具合を解消することができる。
本発明のメタルマスクにおいて、前記金属板と前記ポストとは、一体成形されてなることが好ましい。一体成形されることで、メタルマスクとしての耐久性をより向上させることができる。
これら一体成形されるメタルマスクの材質としては、ニッケルまたはその合金であることが好ましい。
(1−A) 平面を有する金属母材の当該平面に対して、所望のパターン状のレジストを形成する第1レジスト形成工程と、
(1−B) 金属母材のレジストが形成された面に金属メッキを施し、前記パターン状の孔が穿たれた金属メッキ層を形成する第1メッキ工程と、
(2−A) 金属母材の金属メッキ層が形成された面に、複数のホール状の貫通孔が穿たれたレジストを形成する第2レジスト形成工程と、
(2−B) 金属母材のレジストが形成された面に、再び前記金属メッキと同一材質の金属メッキを施し、前記ホール状の貫通孔に対応する金属メッキのポストを形成する第2メッキ工程と、
(2−C) 残存する前記レジストを剥離する剥離工程と、
(3) 金属母材から、積層されたメッキ層を脱型してメタルマスクを得る脱型工程と、
を含むことを特徴とする。
第2メッキ工程において、金属メッキのポストと共に、前記貫通孔における環状の部位に対応する金属メッキの環状突起を形成することが好ましい。
[本発明のメタルマスク]
本発明のメタルマスクについて、構造的特徴の異なる4つの実施形態を挙げて、その構造を図面に則して説明し、後にその構成要素について詳述する。
図1は、本発明の例示的一態様である第1の実施形態のメタルマスクの被印刷物側の表面の一部を拡大して表す拡大斜視図である。図1においては、印刷するためのパターン状の孔として円形の孔が穿たれた態様を例示している。
図2は、本発明の他の例示的一態様である第2の実施形態のメタルマスクの被印刷物側の表面の一部を拡大して表す拡大斜視図である。図2においては、図1と同様、印刷するためのパターン状の孔として円形の孔が穿たれた態様を例示している。
図3は、本発明のさらに他の例示的一態様である第3の実施形態のメタルマスクの被印刷物側の表面の一部を拡大して表す拡大斜視図である。図3においては、図1および図2と同様、印刷するためのパターン状の孔として円形の孔が穿たれた態様を例示している。
図4は、本発明のさらに他の例示的一態様である第4の実施形態のメタルマスクの被印刷物側の表面の一部を拡大して表す拡大斜視図である。図4においては、印刷するためのパターン状の孔として円形の孔が穿たれているが、その孔が4個単位で近接配置された態様を例示している。図1〜3では孔1つを代表して示しているのに対し、図4では近接する4つの孔同士のグループ4つを代表して示している。なお、図1〜3と同様、図4はあくまでも表面の一部分を拡大して示すものであり、本実施形態のメタルマスクについてもメタルマスク40は四方に広がりのある物である。
また、開口部42相互の間隙が狭い場合にも環状突起を形成しつつ、後述するエッチング法による製造方法で容易にメタルマスクを製造することができる。
次に、本発明のメタルマスクを構成する各要素について、詳細に説明する。
本発明において金属板(ポストや環状突起(額縁)を除く、一般的なメタルマスクの部分)の材料としては、特に制限はなく、従来からメタルマスクスクリーン版におけるメタルマスクの材料として用いられてきた各種金属を問題なく使用することができる。具体的には例えば、ニッケル、鉄、銅、およびこれらの金属を含む合金が挙げられる。加工性や経済性の観点から、これらの中でもニッケルおよびその合金が好ましい。
本発明において金属板の大きさとしては、印刷しようとする面の面積に依存し、特に制限はないが、一般的には一辺が200mm〜650mmの範囲内の矩形状のものが選択される。勿論、メタルマスクの形状としては、矩形に制限されるものではない。
パターン状の孔(開口部)は、ハンダペースト等の印刷インクにより印刷すべきパターンであるので、大きさや形状に勿論制限はなく、所望の形状・大きさが適宜選択される。ただし、プリント基板の配線を目的としてハンダペーストを印刷する場合には、そのハンダ粒子の粒径やプリント基板の機能から考えて、一般的に、円相当の開口径として80μm以上とすることが望ましく、隣接する孔との間隔は、最短でも15μm以上とすることが望ましい。
本発明においてポストの材料としては、特に制限はない。ただし、後述するように、ポストは前記金属板や後述する環状突起(額縁)と一体成形することが、製造適性から好ましく、その観点からは、前記金属板や後述する環状突起と同一の材料とすることが望ましい。
また、このポストの具体的な高さとしては、1μm〜12μmの範囲であることが好ましく、4μm〜12μmの範囲であることがより好ましい。
本発明において、メタルマスクのパターン状の孔(開口部)の縁に、これを取り囲む状態で形成される環状突起(額縁)は、前記ポストと同様、材料に特に制限はないが、前記金属板や前記ポストと一体成形することが好ましく、すなわちこれらと同一の材料とすることが望ましい。
ただし、開口部(パターン状の孔)の面積に比して溝部が極端に小さい場合には、溝部を設けることによる効果が得難くなるため、環状突起の環に複数の溝部をバランス良く(より望ましくは等間隔で)設けることが望ましい。
本発明のメタルマスクは、そのまま版枠に固定して用いてもよいし、メッシュ(紗)によって紗張りして、これを版枠に固定してメタルマスクスクリーン版として用いてもよい。紗張りする場合に用いるメッシュの材料としては、特に制限はなく、従来からメタルマスクスクリーン版におけるメッシュ(紗)の材料として用いられてきたものを問題なく使用することができる。具体的には例えば、ステンレス、アルミニウム、鉄、銅、およびこれらの金属を含む合金等の金属メッシュや、ポリエステル(例えばテトロン(登録商標))等の樹脂製メッシュが挙げられる。また、これら樹脂製メッシュの表面を前記金属あるいは合金で被覆した物でも構わない。
その他、メッシュの物性、特性、形態等の各種態様は、特に制限されるものではなく、従来からメタルマスクスクリーン版におけるメッシュに使用されてきた範囲の物であれば、問題なく使用することができる。
以上説明した本発明のメタルマスクは、種々の方法によって製造することができる。各種製造方法の中から、それぞれのメタルマスクの孔の形状や板厚、ポストの形状、環状突起の有無乃至形状等に応じて最適な方法を選択すればよい。
本発明のメタルマスクの製造方法は、大きく分けて2度のメッキ処理の工程(1および2)と、脱型工程と、からなる。また、それぞれのメッキ処理の工程は、さらにレジスト形成工程およびメッキ工程、第2のメッキ処理の工程ではさらに剥離工程に分かれ、これらが必須の工程となる。つまり整理すると以下のようになる。
(1−A) 平面を有する金属母材の当該平面に対して、所望のパターン状のレジストを形成する第1レジスト形成工程。
(1−B) 金属母材のレジストが形成された面に金属メッキを施し、前記パターン状の孔が穿たれた金属メッキ層を形成する第1メッキ工程。
(2−A) 金属母材の金属メッキ層が形成された面に、複数のホール状の貫通孔が穿たれたレジストを形成する第2レジスト形成工程。
(2−B) 金属母材のレジストが形成された面に、再び前記金属メッキと同一材質の金属メッキを施し、前記ホール状の貫通孔に対応する金属メッキのポストを形成する第2メッキ工程。
(2−C) 残存する前記レジストを剥離する剥離工程。
(1−A)第1レジスト形成工程
第1レジスト形成工程とは、平面を有する金属母材の当該平面に対して、所望のパターン状のレジストを形成する工程である。
まず、図5に示されるような平面を有する金属母材110を用意する。ここで、図5は、本発明のメタルマスクの製造方法を説明するための模式説明図であり、図5(a)は、本発明のメタルマスクの製造方法による処理前の金属母材を表す模式平面図であり、図5(b)は図5(a)のB−B断面図であり、図5(c)は図5(a)のC−C断面図である。なお、図6〜図10についても、全て本発明のメタルマスクの製造方法を説明するための模式説明図である。
金属母材110としては、形成されるメタルマスクを平面状に保持し得る平面を有するものであれば、特に制限はなく、図5に示されるような平板状のものに限定されるものでは無い。
感光性のレジスト材料としては、上市されているネガ型あるいはポジ型の市販品を挙げることができる。例えば、各種メーカーから市販されている感光性ドライフォトフィルム(感光性レジスト材、感光性樹脂)および液状感光性レジストを挙げることができる。
第1メッキ工程とは、金属母材のレジストが形成された面に金属メッキを施し、前記パターン状の孔が穿たれた金属メッキ層を形成する工程である。
図6に示されるような、表面にレジスト102が形成された金属母材110の当該表面に、最終的に求めるメタルマスクを構成すべき材料の金属メッキを施すと、図7に示されるように、金属母材110表面のうちレジスト102が形成された部位以外の部位に、金属板となる金属メッキ層108が形成される。ここで、図7(a)は本工程による操作が為された後の金属母材110表面の状態を示す模式平面図であり、図7(b)は図7(a)のB−B断面図であり、図7(c)は図7(a)のC−C断面図である。
本工程により形成すべき金属メッキの厚みとしては、メタルマスク本体である金属板の厚みになるため、当該厚みを所望の値とする程度にすればよい。
予備剥離工程とは、第1レジスト形成工程において形成されたレジストを、第1メッキ工程の操作の後に剥離する工程である。
第1メッキ工程の操作が終了すると、図7に示されるように、金属母材110表面には、レジスト102と金属メッキ層(金属板)108とが混在した状態で存在している。本工程においては、このレジスト102を除去する。
図8に示されるように、本工程の操作が終了した時点で、金属母材110表面には、円形のパターン状の開口部32が穿たれた金属メッキ層(金属板)108が形成される。
(2−A)第2レジスト形成工程
第2レジスト形成工程とは、「(1)第1のメッキ処理の工程」の操作が終了した後、金属母材の金属メッキ層108が残存するレジスト102とともに((1−C)予備剥離工程の操作を施した場合には、レジストは残存していない。)形成された面に、複数のホール状の貫通孔が穿たれたレジストを形成する工程である。
また、本例において、本工程で形成するレジストには、金属メッキ層108に穿たれた開口部(パターン状の孔)132を取り囲む環状の貫通孔がさらに穿たれたものを形成する。
本工程で形成される貫通孔104は、本発明におけるポストを形成するための孔である。一方、貫通孔106は、本発明における環状突起を形成するための孔である。
その他、レジスト102’,102”の材料や形成方法等は、「(1−A)第1レジスト形成工程」におけるレジスト102の場合と同一であるため、その詳細な説明は省略する。
第2メッキ工程とは、第2レジスト形成工程においてレジストが形成された金属母材の面に、再び前記金属メッキと同一材質の金属メッキを施し、前記ホール状の貫通孔に対応する金属メッキのポストを形成する工程である。
その他、金属メッキ層におけるメッキ材料やメッキ方法等は、「(1−B)第1メッキ工程」の場合と同一であるため、その詳細な説明は省略する。
剥離工程とは、第2メッキ工程の操作終了後に残存する前記レジストを剥離する工程である。
第2メッキ工程の操作が終了すると、図10に示されるように、金属母材110表面には、レジスト102,102’,102”と、最終的に金属板となる金属メッキ層108と、ポスト134および額縁136と、が混在した状態で存在している。特に、レジスト102,102”は開口部132を埋めるような状態で、また、レジスト102’はメタルマスク本体となる金属板表面のポスト134および額縁136以外の部位を埋めるような状態で、残存している。本工程においては、これらレジスト102,102’,102”を除去する。
図11に示されるように、本工程の操作が終了した時点で、金属母材110表面には、所望のパターン状(円形)の開口部132が穿たれているとともに、その淵には、開口部132を一部断続的に取り囲む額縁(環状突起)136が配され、かつ、これら以外の表面にポスト134が配された金属板128(金属メッキ層108)が貼り付いた状態で形成されている。
その他、レジスト102の除去方法等は、「(1−C)予備剥離工程」の場合と同一であるため、その詳細な説明は省略する。
脱型工程とは、「(2)第2のメッキ処理の工程」の操作が終了した後、金属母材から、積層されたメッキ層を脱型してメタルマスクを得る工程である。すなわち、図11に示される状態となったメッキ層(金属板128,ポスト134および額縁136)を、本工程において金属母材110から引き剥がすことで脱型し、目的のメタルマスクを得る。
また、本例の製造方法では、メッキ処理の両工程において用いるメッキ材料を同一のものとしているため、金属板128とポスト134と額縁136とが一体成形されてなるメタルマスクを容易に製造することができる。
ここで、図12は、本発明のメタルマスクの変形例を示すものであり、被印刷物側の表面の一部を拡大して表す拡大斜視図である。図12においては、既述の第1〜第3の実施形態における図1〜図3と同様、印刷するためのパターン状の孔として円形の孔が穿たれた態様を例示している。
12,22,32,42,52,132:開口部(パターン状の孔)
14,24,34,44,54,134:ポスト
26,36,46,56,136:額縁(環状突起)
38,58:溝部(高さが低い部位)
60:環状溝部
102,102’:レジスト
104,106:貫通孔
108:金属メッキ層
110:金属母材
128:金属板
Claims (4)
- 金属板にパターン状の孔が設けられてなるメタルマスクであって、その被印刷物側の面に、当該面からの高さが略揃い、かつ、その端部が平面状の複数のポストが、全面にわたり配されており、前記被印刷物側の面における前記孔の縁に、当該面からの高さが前記ポストと略同一で、前記孔を取り囲む環状突起が形成されてなることを特徴とするメタルマスク。
- 前記環状突起において、その一部に、環の内外に渡り、被印刷物側の面からの高さが低い部位を有することを特徴とする請求項1に記載のメタルマスク。
- 平面を有する金属母材の当該平面に対して、所望のパターン状のレジストを形成する第1レジスト形成工程と、
金属母材のレジストが形成された面に金属メッキを施し、前記パターン状の孔が穿たれた金属メッキ層を形成する第1メッキ工程と、
金属母材の金属メッキ層が形成された面に、複数のホール状の貫通孔が穿たれたレジストを形成するとともに、前記金属メッキ層に穿たれた前記パターン状の孔を取り囲む環状、または、当該孔とそれを取り囲む環とからなる円盤状の貫通孔がさらに穿たれたレジストを形成する第2レジスト形成工程と、
金属母材のレジストが形成された面に、再び前記金属メッキと同一材質の金属メッキを施し、前記ホール状の貫通孔に対応する金属メッキのポストを形成するとともに、前記貫通孔における環状の部位に対応する金属メッキの環状突起を形成する第2メッキ工程と、
残存する前記レジストを剥離する剥離工程と、
金属母材から、積層されたメッキ層を脱型してメタルマスクを得る脱型工程と、
を含むことを特徴とするメタルマスクの製造方法。 - 第2レジスト形成工程において形成するレジストに穿たれた環状または円盤状の貫通孔が、環状の部位において、環の内外に渡り、レジストが形成されている部位を有することを特徴とする請求項3に記載のメタルマスクの製造方法。
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