JP5502296B2 - サスペンドメタルマスクの製造方法及びサスペンドメタルマスク - Google Patents

Description

本発明は、例えば、積層セラミックコンデンサといったチップ状電子部品の内部電極等のスクリーン印刷に使用するサスペンドメタルマスクの製造方法及びサスペンドメタルマスクに関するものである。

従来、内部に金属導体層とセラミック絶縁層とが交互に積層された構造を持つ積層セラミックコンデンサや積層インダクタ等の積層体のチップ状電子部品の製造工程において、セラミックグリーンシート上に内部電極パターンを形成する際にスクリーン印刷法が使用されている。例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｎｉ等の低抵抗金属粉末と有機樹脂等のバインダーと有機溶剤からなる内部電極ペーストをスクリーン印刷法により、前記グリーンシート上へ印刷することで、内部電極を形成している。
近年の電子部品の小型化、高密度化の流れに伴い、積層セラミックコンデンサにおいては小型大容量化が求められ、小型大容量化のために誘電体層の積層数の更なる増加と、１層当たりの誘電体層の更なる薄層化が進んでおり、それに伴って内部電極パターンをスクリーン印刷法で薄く印刷することが要求されてきている。
そこで、ペーストを薄く印刷するスクリーン印刷版の製造方法の従来技術として、電鋳母型の表面にマスク基板の厚みよりも厚くパターンレジスト膜を形成する工程と、電鋳母型のパターンレジスト膜で覆われていない表面に、パターンレジスト膜の厚みよりも薄い捨て電着層を１次電着する工程と、捨て電着層の表面に剥離処理を施したうえで、マスク基板に相当する電着層を２次電着する工程と、電鋳母型を平板治具の上に弾性マットを介して載置するとともに、電着層およびパターンレジスト膜の表面上に、その外周に囲い枠を付けた導電性を有するメッシュをこれにテンションをかけて押し付けた状態で密着重合させる工程と、メッシュ方向からめっきをかけてメッシュと電着層を一体接合する工程と、捨て電着層から電着層をメッシュごと剥離する工程とからなることを特徴とする超薄型のメッシュ一体型メタルマスクの製造方法（例えば、特許文献１を参照）が存在している。
特開平８−１８３１５１号公報（特許請求の範囲の欄、発明の詳細な説明の欄、及び図１〜図６を参照）

しかしながら、従来の超薄型のメッシュ一体型メタルマスクでは、マスク基板に相当する２次電着層が存在するため、メッシュ一体型のメタルマスクの総厚は、メッシュの厚み以外に、メッシュとマスク基板を一体接合するときのめっきの厚みと、マスク基板の厚みぶんだけ厚みが増えることになる。よって、ペーストを薄く印刷するにも限界があった。

上記課題を解決するための本発明の第１発明は、請求項１に記載された通りのサスペンドメタルマスクの製造方法であり、次のようなものである。
電鋳母型の表面にマスクパターンに相当するパターンを持つパターンレジスト膜を形成し、次いで、電鋳母型のパターンレジスト膜に覆われない表面にパターンレジスト膜の厚さよりも薄い１次電着層を電着形成し、該１次電着層は電鋳母型の一部として使用し、次いで、パターンレジスト膜を研磨し、次いで、１次電着層の表面に剥離処理を施し、次いで、研磨したパターンレジスト膜と剥離処理した１次電着層の表面上に導電性を有するメッシュスクリーンを密着する。次いで、メッシュスクリーンの方向からめっきをかけて１次電着層の剥離処理された表面に２次電着層を形成してメッシュスクリーンと２次電着層を一体化し、次いで、電鋳母型と１次電着層から、一体化したメッシュスクリーンと２次電着層とを剥離し、１次電着層を電鋳母型の一部として用いてマスク部とメッシュスクリーンを２次電着層で一体形成して、該マスク部以外のメッシュスクリーンにも２次電着層を形成する構成である。

上記課題を解決するための本発明の第２発明は、請求項２に記載された通りのサスペンドメタルマスクであり、次のようなものである。
電鋳母型の表面にマスクパターンを持つパターンレジスト膜を形成し、電鋳母型のパターンレジスト膜に覆われない表面にパターンレジスト膜の厚さよりも薄い１次電着層を電着形成し、該１次電着層は電鋳母型の一部として使用し、パターンレジスト膜を研磨し、１次電着層の表面に剥離処理を施し、研磨したパターンレジスト膜と剥離処理した１次電着層の表面上に導電性を有するメッシュスクリーンを密着し、メッシュスクリーン側からめっきをかけて、１次電着層の剥離処理された表面に２次電着層を形成してメッシュスクリーンと２次電着層を一体化し、電鋳母型と１次電着層から、一体化したメッシュスクリーンと２次電着層とを剥離し、１次電着層を電鋳母型の一部として用いてマスク部とメッシュスクリーンを２次電着層で一体形成して、該マスク部以外のメッシュスクリーンにも２次電着層を形成する構成である。

本発明に係るサスペンドメタルマスクの製造方法及びサスペンドメタルマスクは、上記説明のような構成を有するので、以下に記載する効果を奏する。
（１）１次電着層の表面に剥離処理を行い、導電性を有するメッシュスクリーンを密着し、さらに２次電着層を形成し、この２次電着層のみでマスクを形成し、一体化したメッシュスクリーンと２次電着層を電鋳母型から剥離するため、従来技術でいうところのマスク基板を形成していないサスペンドメタルマスクを得ることができる。
すなわち、マスク基板の厚みぶんだけ総厚を薄くできるので、ペーストをより薄く印刷することが可能となる。

電鋳母型の表面にマスクパターンに相当するパターンを持つパターンレジスト膜を形成し、次いで、電鋳母型のパターンレジスト膜に覆われない表面にパターンレジスト膜の厚さよりも薄い１次電着層を電着形成し、該１次電着層は電鋳母型の一部として使用し、次いで、パターンレジスト膜を研磨し、次いで、１次電着層の表面に剥離処理を施し、次いで、研磨したパターンレジスト膜と剥離処理した１次電着層の表面上に導電性を有するメッシュスクリーンを密着する。次いで、メッシュスクリーンの方向からめっきをかけて１次電着層の剥離処理された表面に２次電着層を形成してメッシュスクリーンと２次電着層を一体化し、次いで、電鋳母型と１次電着層から、一体化したメッシュスクリーンと２次電着層とを剥離し、１次電着層を電鋳母型の一部として用いてマスク部とメッシュスクリーンを２次電着層で一体形成して、該マスク部以外のメッシュスクリーンにも２次電着層を形成するサスペンドメタルマスクの製造方法及びサスペンドメタルマスクである。

以下、図面を用いて本発明の一実施例に関して説明する。
図１は、本発明の特徴である剥離処理を施して２次電着層８のみを引き剥がすサスペンドメタルマスクの製造方法を説明する工程図である。
先ず、図１に基づいて、本発明の剥離処理を施して２次電着層８のみを引き剥がすサスペンドメタルマスクの製造方法について説明する。
図１（ａ）に示すように、前処理を施した導電性の電鋳母型１を用意する。
ここでいう前処理とは後に施すレジストの密着性や１次電着層４の密着性を向上させる処理を行うことであり、上述の目的を達成するのならばどのような処理をしても構わないが、例えばバフ研磨といった物理的処理や、塩酸処理といった化学的処理や、それらを複合した処理を行う。加えてアルカリ脱脂等の脱脂処理を加えてさらに密着性を向上させてもよい。
また、導電性の電鋳母型１としては、ＳＵＳ３０１やＳＵＳ３０４といったステンレス材を使用するのが一般的ではあるが、もちろんステンレス材以外の導電性材料を使用しても構わない。例えば、ニッケル含有量の多い４２Ｎｉ材や、３６Ｎｉ材、３２Ｎｉ材といったニッケル合金を電鋳母型１として使用しても構わない。これらニッケル合金は、ステンレス材の電鋳母型１と比較して１次電着層４で使用するニッケル、ニッケルを主成分とする合金めっきとの密着性が良好なので、後の工程で２次電着層８のみを引き剥がす工程において、２次電着層８と一緒に１次電着層４が剥がれるというトラブルを最小限に防止することができる。

図１（ｂ）に示すように、電鋳母型１にレジスト膜２を形成する。
レジスト膜２を形成する方法としては、ドライフィルムレジストといったフィルム状のフォトレジストを既存のラミネータを使用してラミネートするといった方法や、液状のレジストをロールコータやスピンコータやバーコータやカーテンコータといった既存の液状レジスト塗布装置を使用して電鋳母型１上に液状レジストを成膜するといった方法があるが、何れの方法でも電鋳母型１上にレジスト膜を成膜できれば良い。
レジストは大別してネガタイプのレジストとポジタイプのレジストがあるが、何れのタイプのものであってもよい。ここでは、例えばネガタイプのドライフィルムレジストを電鋳母型にラミネートする。
なお、レジスト膜２の厚みに関しては、次工程でパターンレジスト膜３が形成できて、パターンレジスト膜３が研磨できるのならばどのような厚みでも構わない。なぜならば、後の工程でめっきする１次電着層４は電鋳母型１の一部として使用するだけで、メタル基板としては使用しないからである。

図１（ｃ）に示すように、パターン露光を行う。
パターン露光方法は特に限定はしない。例えば、ガラスやフィルムといった素材のフォトマスクをレジスト膜２に密着させた後に超高圧水銀灯やメタルハライドランプといった紫外線を発生する光源を使用してレジスト膜２に紫外線を照射しても良いし、半導体レーザや超高圧水銀灯を光源に持つ直接描画装置を使用して、フォトマスクを使用せずにレジスト膜２にパターンを直接描画しても構わない。
なお、密着露光用のマスクや描画パターンはフォトレジストのタイプに合わせて、ネガパターンかポジパターンを選択して使用する。

図１（ｄ）に示すように、描画したレジスト膜２を現像、乾燥し、パターンレジスト膜３を形成する。

図１（ｅ）に示すように、パターンレジスト膜３を形成した電鋳母型１を電着層に移し、ニッケルやニッケルを主成分とする合金めっきなどの電鋳を行って、電鋳母型１のパターンレジスト膜３で覆われていない表面にパターンレジスト膜３の厚さよりも薄く１次電着層４を形成する。
この１次電着層４は電鋳母型１の一部として使用するのみで、従来技術でいうところのマスク基板としては使用しない。

図１（ｆ）に示すように、パターンレジスト膜３を１次電着層４と略均一な厚みになるまで研磨を行い、レジスト研磨面５を形成する。
なお、パターンレジスト膜３は１次電着層４と同じ厚みに研磨するのが望ましいが、わずかながらであればパターンレジスト膜３が１次電着層４よりも薄くなっても厚くなっても構わないものである。
パターンレジスト膜３が１次電着層４と同じ厚みの場合は、後の工程で形成されるマスク部分が面一で形成される。
パターンレジスト膜３が１次電着層４よりも僅かに薄い場合は、マスクのエッジ部分および開口部のメッシュスクリーン部分がパターンレジスト膜３の薄さぶん突出して形成される。
パターンレジスト膜３が１次電着層４よりも僅かに厚い場合は、マスク部分がパターンレジスト膜３の厚みのぶんの厚みをもって形成される。

図１（ｇ）に示すように、１次電着層４に既存の剥離剤6を使用して、例えば塗布といった剥離処理を施す。
剥離剤６による剥離効果は１次電着層４にのみ発生するので、剥離剤６で電鋳母型１の１次電着層４およびパターンレジスト膜３を形成した面全体を処理してもよい。

図１（ｈ）に示すように、事前に適度なテンションで枠材に張架した導電性を有するメッシュスクリーン７を治具等を使用して電鋳母型１表面に密着させる。
導電性を有するメッシュスクリーンとしては、例えば、ステンレスやタングステン等の金属細線を編組してなるメッシュ織物や、その編組してなるメッシュ織物の表面にニッケルめっき等を施したものや、ポリエステル等の合成樹脂繊維を編組してなるメッシュ織物の表面にニッケルめっき等を施して導電性を付与したものや、あるいはニッケルや銅等の電鋳により直接メッシュスクリーンを形成したものなどを用いるものである。
このとき使用する枠材に張架した導電性を有するメッシュスクリーン７は、密着する導電性を有するメッシュスクリーン７を、適度なテンションで直接枠体に張架した、いわゆる”直張りスクリーン”でも構わないし、密着する導電性を有するメッシュスクリーン７を図示しない支持体メッシュスクリーンや支持体シート状物等を介して適度なテンションで枠体に張架した、いわゆる”コンビネーションスクリーン”でも構わない。
なお、支持体メッシュスクリーンには、導電性の有無は問わないものとする。例えば、導電性を有さないメッシュスクリーンとしては、ポリエステル等の合成樹脂繊維を編組してなるメッシュ織物であるメッシュスクリーンを使用しても構わないし、もちろん前述の導電性を有するメッシュスクリーンを使用もよいことはいうまでもないものである。
また、支持体シート状物とは合成樹脂や金属からなるシート状のものであり、これらも導電性の有無を問わないのはいうまでもないものである。
直張りスクリーンを使用すれば直張りサスペンドメタルマスクとなり、コンビネーションスクリーンを使用すればコンビネーションサスペンドメタルマスクとなる。
ここでは、直張りサスペンドメタルマスク及びコンビネーションサスペンドメタルマスクを総称してサスペンドメタルマスクとする。

図１（ｉ）に示すように、導電性を有するメッシュスクリーン７を電鋳母型１に密着させた状態で、メッシュスクリーン７方向からめっきをかけて２次電着層８を形成する。
なお、めっきの前にはめっきの密着性を高めるために、メッシュスクリーンに酸洗等の前処理をしておくことが望ましい。
この２次電着層８は従来技術においてはマスク基板となる１次電着層４と導電性を有するメッシュスクリーン７を接合一体化するのに行われているめっきであるが、本発明では、この２次電着層８自体でマスクを形成するので、１次電着層４はマスク基板として使用しない。
すなわち、電鋳母型１に密着した状態で、１次電着層４をパターン３として２次電着層８でマスクを形成するので、従来のマスク基板をめっきで貼り付ける製造方法と異なり、マスク部分がほとんど突出しない形状が得られる。

図１（ｊ）に示すように、電鋳母型１から剥離を行う。
このとき１次電着層４の表面に剥離処理が施されているので、２次電着層８のみでパターン形成した、マスク部分がほとんど突出しない形状のサスペンドメタルマスクが得られる。
なお、この２次電着層８形成工程において、一般的なスルファミン酸ニッケルめっき浴やニッケルを主成分とするスルファミン酸合金めっき浴を使用すれば、めっきは等方性に成長するため、例えば導電性を有するメッシュスクリーン７に２μｍｔ程度のめっきを施した場合は、マスク部分の厚みが２μｍｔ程度の形状が得られる。
一方、この２次電着層形成工程において、本出願人が先に出願した特開２００５−１２５５４７に記載の高オープニング率を得られるめっき浴を使用すれば、１次電着層形成側に選択的にめっきが成長するので、例えば、導電性を有するメッシュスクリーン７に１μｍｔ程度のめっきを施した場合は、マスク部分の厚みは４μｍｔ程度となり、高オープニング率で、総厚が従来のめっき浴でめっきした場合よりも総厚が１μｍｔ程度薄く、かつマスク部分の厚みが２μｍｔ程度厚い形状となるため、マスク部分のピンホールの発生を抑制し、より耐刷性の高い形状が得られるため好適である。

以上で説明したように、本発明により製造されるサスペンドメタルマスクは、総厚を薄く形成できるため、ペーストを薄く印刷することが可能である。すなわち、積層セラミックコンデンサの内部電極パターン形成といった薄膜形成に好適に使用できるものである。

薄膜印刷が要求されるスクリーン印刷分野にも利用することができるものである。

本発明の剥離剤を使用して２次電着層のみを引き剥がすサスペンドメタルマスクの製造方法の工程図で、（ａ）は表面処理した導電性の電鋳母型を示す正断面図、（ｂ）は（ａ）の電鋳母型にレジスト膜を形成した状態を示す正断面図、（ｃ）はレジスト膜にパターンを露光した状態を示す正断面図、（ｄ）は露光したレジストを現像した状態を示す正断面図、（ｅ）はパターンレジスト膜を形成した電鋳母型を電着層に移し、ニッケル等の電鋳をおこなって、電鋳母型のパターンレジスト膜で覆われていない表面に１次電着層を形成した状態を示す正断面図、（ｆ）はパターンレジスト膜を１次電着層と略均一な厚みになるまで研磨した状態を示す正断面図、（ｇ）は１次電着層に剥離処理を施した状態を示す正断面図、（ｈ）は枠材に張架した導電性を有するメッシュスクリーンを電鋳母型表面に密着した状態を示す正断面図、（ｉ）は導電性を有するメッシュスクリーンを電鋳母型に密着した状態で２次電着層を形成した状態を示す正断面図、（ｊ）は電鋳母型からサスペンドメタルマスクを剥離した状態を示す正断面図である。

１・・・・電鋳母型 ２・・・・レジスト膜
３・・・・パターンレジスト膜 ４・・・・１次電着層
５・・・・レジスト研磨面 ６・・・・剥離剤
７・・・・メッシュスクリーン ８・・・・２次電着層

Claims (2)

1. 電鋳母型の表面にマスクパターンに相当するパターンを持つパターンレジスト膜を形成し、次いで、電鋳母型のパターンレジスト膜に覆われない表面にパターンレジスト膜の厚さよりも薄い１次電着層を電着形成し、該１次電着層は電鋳母型の一部として使用し、次いで、パターンレジスト膜を研磨し、次いで、１次電着層の表面に剥離処理を施し、次いで、研磨したパターンレジスト膜と剥離処理した１次電着層の表面上に導電性を有するメッシュスクリーンを密着する。次いで、メッシュスクリーンの方向からめっきをかけて１次電着層の剥離処理された表面に２次電着層を形成してメッシュスクリーンと２次電着層を一体化し、次いで、電鋳母型と１次電着層から、一体化したメッシュスクリーンと２次電着層とを剥離し、１次電着層を電鋳母型の一部として用いてマスク部とメッシュスクリーンを２次電着層で一体形成して、該マスク部以外のメッシュスクリーンにも２次電着層を形成したことを特徴とするサスペンドメタルマスクの製造方法。
2. 電鋳母型の表面にマスクパターンを持つパターンレジスト膜を形成し、電鋳母型のパターンレジスト膜に覆われない表面にパターンレジスト膜の厚さよりも薄い１次電着層を電着形成し、該１次電着層は電鋳母型の一部として使用し、パターンレジスト膜を研磨し、１次電着層の表面に剥離処理を施し、研磨したパターンレジスト膜と剥離処理した１次電着層の表面上に導電性を有するメッシュスクリーンを密着し、メッシュスクリーン側からめっきをかけて、１次電着層の剥離処理された表面に２次電着層を形成してメッシュスクリーンと２次電着層を一体化し、電鋳母型と１次電着層から、一体化したメッシュスクリーンと２次電着層とを剥離し、１次電着層を電鋳母型の一部として用いてマスク部とメッシュスクリーンを２次電着層で一体形成して、該マスク部以外のメッシュスクリーンにも２次電着層を形成したことを特徴とするサスペンドメタルマスク。
   

Images