JP5970217B2 - 電着レジストを用いたメタルマスクの製造方法 - Google Patents
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Description
図1は電着レジスト塗布試験の様子を示す断面図、図2は抵抗膜方式タッチパネルの基本構造を示す断面図、図3はこの発明の実施例1における抵抗膜方式タッチパネルのドットスペーサと呼ばれる複数の絶縁体をスクリーン印刷で形成するためのメタルマスクの製造方法であって、めっきのオーバーエレクトロフォーミングによりメタルマスクを作製する場合を示す断面図、図4は電着レジスト及び母材から剥離した後のメタルマスクを示す断面図、図5はこの発明の電着レジストを用いたメタルマスクのめっき成長面側を示す顕微鏡写真、図6はこの発明の電着レジストを用いたメタルマスクの母材面側を示す顕微鏡写真である。
上記電着レジスト塗布試験の方法を図1に示す。ワーク1となるSUS304基材上にポジ型電着レジストを厚さ約0.1〜2μm(好ましくは0.1〜1μm)の極薄膜で塗布することにした。電着レジストは、水溶性アクリル樹脂、水、有機溶剤を主成分とするポジ型感光性アニオン電着液を用いた。電着レジストを収容した電着槽2を温度35℃の水槽3に入れ、電着槽2の温度を30〜35℃に保った。また、塗布前に溶剤によるワーク1の洗浄、脱脂を行った。ワーク1を陽極として、陰極4にも陽極と同様のSUS304を用いて電着槽2内に入れ、陰極電流密度0.05〜0.1A/dm2として、15〜30秒間のレジスト電着を行い、厚さ約0.1〜2μm(好ましくは0.1〜1μm)の極薄膜で塗布した。このときの電圧は25〜36Vであった。電着後のワーク1を水洗し、100〜130℃で30秒乾燥させ、レジストに含まれる水分を除去した。次に、電着レジストが塗布されたワーク1に露光光量200〜300mJ/cm2で直描画露光とし、直径0.08mm、ピッチ0.2mm、エリア50×50のパターン露光を行った。現像前のプレベイクは行わずに、25〜30℃のメタケイ酸ナトリウム1%水溶液で60〜120秒の浸漬現像を行った。なお、炭酸ナトリウムによる現像を試みたが、メタケイ酸ナトリウムに比べ、現像速度が遅かった。現像後、水洗、常温乾燥を行った(ポストベイクは行っていない)。次に、ワーク1をスルファミン酸ニッケル浴で、液温50℃、pH4.0、電流密度2A/dm2、1時間の電解めっきを行い、0.02〜0.03mmのニッケルめっき皮膜を析出させた。電着レジストの剥離には、アトテックジャパン製RS2000(モノエタノールアミン)10%、50℃を用いて剥離を行った。このレジスト剥離は、安価でかつ環境にも良いモノエタノールアミン10%を使用することで溶解剥離が可能であった。このため、従来と異なり、容易に、残滓無く剥離することができる。次に、母材よりニッケルめっき皮膜を剥がし、SEM Keyence VE7800で開口の観察を行ったところ、開口の真円度が大きいものが得られた。また、塗布膜厚が0.1〜2μm程度(好ましくは0.1〜1μm)と薄い場合、母材面側形状は段差も小さく、良好な形状となった。
抵抗膜方式タッチパネルは、図2に示すように、ガラス板5と、このガラス板5上に配設された1層目の透明導電膜6と、2層目の透明導電膜7と、1層目と2層目の透明導電膜6、7の間において所定の間隔で適宜配置されたドットスペーサと呼ばれる複数の絶縁体8と、2層目の透明導電膜7の表面上に配設した透明フィルム9とから構成されている。
この発明は抵抗膜方式タッチパネルのドットスペーサと呼ばれる複数の絶縁体8をスクリーン印刷で形成するためのメタルマスクを、電着レジストを用いて作製するものである。
図3において、10はSUS304からなる母材、11は母材10の表面に施された厚さ約0.1〜2μm(好ましくは0.1〜1μm)の極薄膜の電着レジストである。この電着レジスト11は、メタルマスクの開口パターン部分に対応しており、開口部のめっき成長面側が断面R形状となるようにするとともに、開口部の母材面側が小さな段差となるようにするためのものである。12はめっきのオーバーエレクトロフォーミングにより作製されたドットスペーサと呼ばれる複数の絶縁体8をスクリーン印刷で形成するためのメタルマスクである。このメタルマスク12は、めっきのオーバーエレクトロフォーミングにより、めっき成長面側が断面R形状13aとなるような開口13が形成されており、この開口13の母材10面側は小さな段差13bとなるように形成されている。この小さな段差13bの高さは、極薄膜の電着レジスト11の厚さ(高さ)である約0.1〜2μm(好ましくは0.1〜1μm)と同等になる。
母材10に厚さ約0.1〜2μm(好ましくは0.1〜1μm)の極薄膜の電着レジスト11を塗布する方法は、図1における電着レジスト塗布試験の方法と同様で、母材10となるSUS304基材上にポジ型電着レジスト11を厚さ約0.1〜2μm(好ましくは0.1〜1μm)の極薄膜で塗布する。電着レジストは、水溶性アクリル樹脂、水、有機溶剤を主成分とするポジ型感光性アニオン電着液を用いる。電着レジストを収容した電着槽2を温度35℃の水槽3に入れ、電着槽2の温度を30〜35℃に保つ。また、塗布前に溶剤による母材10の洗浄、脱脂を行った。母材10を陽極として、陰極にも陽極と同様のSUS304を用いて電着槽2内に入れ、陰極電流密度0.05〜0.1A/dm2として、15〜30秒間のレジスト電着を行い、厚さ約0.1〜2μm(好ましくは0.1〜1μm)の極薄膜で塗布する。このときの電圧は25〜36Vである。電着後の母材10を水洗し、100〜130℃で30秒乾燥させ、レジストに含まれる水分を除去する。次に、厚さ約0.1〜2μm(好ましくは0.1〜1μm)の極薄膜の電着レジスト11が塗布された母材10に露光光量200〜300mJ/cm2で直描画露光とし、直径0.08mm、ピッチ0.2mm、エリア50×50のパターン露光を行う。現像前のプレベイクは行わずに、25〜30℃のメタケイ酸ナトリウム1%水溶液で60〜120秒の浸漬現像を行う。なお、炭酸ナトリウムによる現像を試みたが、メタケイ酸ナトリウムに比べ、現像速度が遅かった。現像後、水洗、常温乾燥を行う(ポストベイクは行っていない)。次に、母材10をスルファミン酸ニッケル浴で、液温50℃、pH4.0、電流密度2A/dm2、1時間の自由成長による電解めっきを行い、0.02〜0.03mmのニッケルめっき皮膜を析出させる。電着レジストの剥離には、アトテックジャパン製RS2000(モノエタノールアミン)10%、50℃を用いて剥離を行う。このレジスト剥離は、安価でかつ環境にも良いモノエタノールアミン10%を使用することで溶解剥離が可能である。このため、従来と異なり、容易に、残滓無く剥離することができる。これにより、ドットスペーサと呼ばれる複数の絶縁体をスクリーン印刷で形成するためのメタルマスク12を作製することができる。
ここで、オーバーエレクトロフォーミングによりメタルマスクを作製する場合は、オーバーエレクトロフォーミングのきっかけとなるレジストの膜厚(レジスト高さ)が重要である。めっきの成長が始まる面から、レジストの上面までの距離(一般的にはレジスト高さ)が大きいと、マスクに段差が生じるため、好ましくない。この段差を小さくするために、レジスト上面に高さを合せためっき皮膜を形成する方法などが採られるが、電流密度の差によって、高さは不均一となり、研磨することで、厚さを揃えなければならない。このため、レジスト高さは極力小さいものが好ましいのである。レジスト高さが小さいと、開口パターン部の厚みと開口寸法が安定するという利点がある。電着レジストを用いて母型を作製することでレジスト高さを0.1〜2μm(好ましくは0.1〜1μm)にすることができるので、ガラスクロム活版を用いる方法と同等の開口及び形状精度を得ることができる。また、電着レジストは、ガラスクロム活版を用いる方法と比較してマスク作製コストを低減できる利点もある。
図5はこの発明の電着レジストを用いた作製されたメタルマスクのめっき成長面側を示す顕微鏡写真、図6は同じくメタルマスクの母材面側を示す顕微鏡写真である。SEM Keyence VE7800でメタルマスク12の開口13の観察を行ったところ、開口の真円度が大きいものが得られた。また、塗布膜厚が0.1〜2μm(好ましくは0.1〜1μm)程度と極薄い場合、母材面側形状は段差も小さく、良好な形状となった。
図7はこの発明の実施例2における抵抗膜方式タッチパネルのドットスペーサと呼ばれる複数の絶縁体をスクリーン印刷で形成するためのメタルマスクの製造方法であって、ダミーめっきを形成し、離型処理後に製品めっきによりメタルマスクを作製する場合を示す断面図、図8は同じく電着レジスト、母材及びダミーめっきから剥離した後のメタルマスクを示す断面図である。
母材10に厚さ約0.1〜2μm(好ましくは0.1〜1μm)の極薄膜の電着レジスト14を塗布する方法は、図1における電着レジスト塗布試験の方法と同様で、母材10となるSUS304基材上にポジ型電着レジスト14を厚さ約0.1〜2μmの極薄膜で塗布する。電着レジストは、水溶性アクリル樹脂、水、有機溶剤を主成分とするポジ型感光性アニオン電着液を用いる。電着レジストを収容した電着槽2を温度35℃の水槽3に入れ、電着槽2の温度を30〜35℃に保つ。また、塗布前に溶剤による母材10の洗浄、脱脂を行った。母材10を陽極として、陰極にも陽極と同様のSUS304を用いて電着槽2内に入れ、陰極電流密度0.05〜0.1A/dm2として、15〜30秒間のレジスト電着を行い、厚さ約0.1〜2μm(好ましくは0.1〜1μm)の極薄膜で塗布する。このときの電圧は25〜36Vである。電着後の母材10を水洗し、100〜130℃で30秒乾燥させ、レジストに含まれる水分を除去する。次に、厚さ約0.1〜2μm(好ましくは0.1〜1μm)の極薄膜の電着レジスト14が塗布された母材10に露光光量200〜300mJ/cm2で直描画露光とし、直径0.08mm、ピッチ0.2mm、エリア50×50のパターン露光を行う。現像前のプレベイクは行わずに、25〜30℃のメタケイ酸ナトリウム1%水溶液で60〜120秒の浸漬現像を行う。なお、炭酸ナトリウムによる現像を試みたが、メタケイ酸ナトリウムに比べ、現像速度が遅かった。現像後、水洗、常温乾燥を行う(ポストベイクは行っていない)。次に、母材10をスルファミン酸ニッケル浴で、液温50℃、pH4.0、電流密度2A/dm2、1時間のオーバーエレクトロフォーミングによるダミーめっきを行い、0.02〜0.03mmのニッケルめっき皮膜のダミーめっき15を析出させる。このダミーめっき形成後に離型処理を予め施しておく。次に、ダミーめっき15の上から、母材10をスルファミン酸ニッケル浴で、液温50℃、pH4.0、電流密度2A/dm2、1時間のオーバーエレクトロフォーミングによる製品めっきを行い、0.02〜0.03mmのニッケルめっき皮膜16を析出させる。そして、電着レジストの剥離には、アトテックジャパン製RS2000(モノエタノールアミン)10%、50℃を用いて剥離を行う。このレジスト剥離は、安価でかつ環境にも良いモノエタノールアミン10%を使用することで溶解剥離が可能である。このため、従来と異なり、容易に、残滓無く剥離することができる。これにより、ドットスペーサと呼ばれる複数の絶縁体をスクリーン印刷で形成するためのメタルマスク16を作製することができる。
従来、金属製スクリーン枠にSUS紗を接合して交点部をめっきでリジットしたリジダイズド版においては、めっき時に耐酸性用の高価なマスキングテープを使用して、通電部以外をめっきが付着しないようにマスキングする必要があった。このため、マスキング作業に時間が掛かっており、枠サイズ約450mmで約30分、枠サイズ約1000mmの大版で約50分の作業時間が掛かっていた。
そこで、図9に示すように、めっき時のマスキング用として電着レジストを用いることにした。図9において、19はアルミ等からなる金属製スクリーン枠、20は金属製スクリーン枠19のめっき時に通電部となる個所で、この個所には予めマスキングテープを貼って電着レジストが付着しないようにしておき、めっき時にマスキングテープを取り除く。21は金属製スクリーン枠19の通電部20以外の部分に電着レジストが被覆された電着塗装部である。このように構成された金属製スクリーン枠19の用途としては、リジダイズド版、サスペンドマスク版、金属製篩、電磁波シールド用メッシュ等の製作時にも利用される。
図10は電着レジストでマスキングした金属製スクリーン枠を利用した例を示し、図10(a)は金属製スクリーン枠19にSUS紗22を接合して交点部をめっきでリジットしたリジダイズド版である。また、図10(b)は金属製スクリーン枠枠19に外紗23と内紗24にSUS紗を用いてコンビネーションした紗々コンビネーション版である。また、図10(c)は紗々コンビネーション版の中央にメタルマスク25を貼り付けたサスペンドマスク版である。
図11は電着レジストでマスキングした金属製スクリーン枠を用いてめっきする状態を示し、図11(a)は正面図、図11(b)は断面図である。図11に示すように、金属製スクリーン枠19のめっき時に通電部となる個所20に2本の通電用引っ掛け部26を取り付け、この通電用引っ掛け部26の先端フック部を通電用取り付けバー27に引っ掛けるものである。
2 電着槽
3 水槽
4 陰極
5 ガラス板
6、7 透明導電膜
8 ドットスペーサ(絶縁体)
9 透明フィルム
10 母材
11 電着レジスト
12 メタルマスク
13 開口
13a 断面R形状
13b 段差
14 凸型の電着レジスト
15 ダミーめっき
16 メタルマスク
17 開口
17a 断面R形状
17b 周縁部
18 凹部
19 金属製スクリーン枠
20 めっき時に通電部となる個所
21 電着塗装部
22 SUS紗
23 外紗
24 内紗
25 メタルマスク
26 通電用引っ掛け部
27 通電用取り付けバー
Claims (7)
- 電着レジストを収容した電着槽内に母材を入れて、母材の表面に厚さ0.1〜2μmの極薄膜の電着レジストを形成する工程と、
前記電着レジストが塗布された母材を露光、現像を行って、母材表面のメタルマスクの開口パターンに対応する部分に厚さ0.1〜2μmの極薄膜の電着レジストを残す工程と、
前記母材及び電着レジストの上にオーバーエレクトロフォーミングによる電解めっきを行うことにより、めっき成長面側に断面R形状となるような開口を形成し、この開口の母材面側に小さな段差を形成する製品めっき工程と、
前記電着レジストを剥離するとともに、前記母材から剥離することにより、メタルマスクを得る工程と、
を備えたことを特徴とする電着レジストを用いたメタルマスクの製造方法。 - 電着レジストを収容した電着槽内に母材を入れて、母材の表面に厚さ0.1〜2μmの極薄膜の電着レジストを形成する工程と、
前記電着レジストが塗布された母材を露光、現像を行って、母材表面のメタルマスクの開口パターンに対応する部分に厚さ0.1〜2μmの極薄膜の電着レジストを残す工程と、
前記母材及び電着レジストの上にオーバーエレクトロフォーミングによる電解めっきを行うことにより、めっき成長面側に断面R形状となるようなダミー開口を形成し、このダミー開口の母材面側に段差を有するダミーめっきを形成するダミーめっき工程と、
前記ダミーめっき形成後に離型処理を施しておく工程と、
前記ダミーめっき及び電着レジスト上に電解めっきを行うことにより、めっき成長面側に断面R形状となるような開口を形成し、この開口の母材面側の周縁部が下向きに突出する製品めっき工程と、
前記電着レジストを剥離するとともに、前記母材及びダミーめっきから剥離することにより、メタルマスクを得る工程と、
を備えたことを特徴とする電着レジストを用いたメタルマスクの製造方法。 - 電着レジストは、ポジ型電着レジストを用いることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電着レジストを用いたメタルマスクの製造方法。
- 電着槽の温度を30〜35℃に保つことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の電着レジストを用いたメタルマスクの製造方法。
- 電着レジストの現像は、メタケイ酸ナトリウム水溶液に浸漬して現像を行うことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の電着レジストを用いたメタルマスクの製造方法。
- 電着レジストの剥離は、モノエタノールアミンを用いることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の電着レジストを用いたメタルマスクの製造方法。
- メタルマスクは、抵抗膜方式タッチパネルのドットスペーサからなる複数の絶縁体をスクリーン印刷で形成するためのメタルマスクであることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の電着レジストを用いたメタルマスクの製造方法。
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