JP5970561B2 - 印刷用サスペンドメタルマスク及びその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、印刷用サスペンドメタルマスク及びその製造方法に関するものである。

従来、電鋳により所望の印刷パターンにパターンニングされた多数の開口部を有するマスク基板の片面側に、囲い枠に対して緊張状態で張設した導電性を有するステンレスメッシュを重合密着させてめっきにより一体接合させてなるメッシュ一体型メタルマスクが知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、他の従来技術として、金属枠にテトロンメッシュとステンレスメッシュとが張られ、ステンレスメッシュ上にメタルマスクが形成されたサスペンドメタルマスクが知られている（例えば、特許文献２参照）。

日本特開平８−１８３１５１号公報 日本特開２００７−２４５５６０号公報

従来のメッシュ一体型メタルマスク又はサスペンドメタルマスクにおいては、メタルマスクとステンレスメッシュを重合密着させてめっきにより一体接合させた場合、印刷開口パターン形成用レジストが接合部付近まで存在しているので、接合の邪魔となって接合がしにくいという問題があった。また印刷開口パターン形成用レジストを剥離する際に、レジストが剥離されずに残ることがあるので、特に細線部において滲みが発生し易かった。更に、印刷開口パターン形成用レジストを剥離するのに作業時間が掛かり過ぎるという問題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、細線部においても滲みが発生せず、しかも印刷開口パターン形成用レジストの剥離にも時間が掛からないようにした印刷用サスペンドメタルマスク及びその製造方法を提供するものである。

この発明に係る印刷用サスペンドメタルマスクにおいては、版枠と、版枠の内側に外周が張設されている少なくとも中央部に通電性のある金属製メッシュを有するメッシュと、
金属製メッシュに密着した状態で接合めっきにより一体接合され、中央部に多数の印刷用開口パターンが設けられたベースメタルとを備えたものにおいて、ベースメタルに形成される各印刷用開口パターンの開口形状は、開口上端部にオーバーハングして金属製メッシュとの接合めっき面積を増大させるとともに、ベースメタルの印刷用開口パターンの開口上端部の開口寸法を縊れさせた庇部を形成したものである。

また、この発明に係る印刷用サスペンドメタルマスクの製造方法においては、版枠と、版枠の内側に外周を接着固定して張設され、少なくとも中央部に通電性のある金属製メッシュを有するメッシュと、金属製メッシュに密着重合させて接合めっきにより一体接合され、印刷用開口パターンが設けられたベースメタルとを備えたスクリーン印刷用サスペンドメタルマスクの製造方法であって、母材上に印刷開口パターン形成用レジストを施し、その上からめっきを行い、印刷開口パターン形成用レジストの上端部にオーバーハングした庇部を有するベースメタルを形成する工程と、庇部を有するベースメタルと金属製メッシュとを接合めっきにより一体接合する際、印刷開口パターン形成用レジストの上端部と金属製メッシュとの間に庇部の存在により隙間を形成しておく工程とを備えたものである。

また、この発明に係る印刷用サスペンドメタルマスクの製造方法においては、母材上に印刷開口パターン形成用レジストを施し、その上からめっきを行い、印刷開口パターン形成用レジストの上端部にオーバーハングした庇部を有するベースメタルを形成する工程は、母材上に印刷開口パターン形成用レジストを厚く施し、その上から印刷開口パターン形成用レジストの厚みよりも薄くなるように１回目のめっきを行い、次に１回目のめっきよりも上方に突出している印刷開口パターン形成用レジストの上端部を研磨して削除し、１回目のめっきの上面と同じ高さの印刷開口パターン形成用レジストとし、更に１回目のめっきの上と１回目のめっきと同じ高さの印刷開口パターン形成用レジストの上から２回目のめっきを行い、印刷開口パターン形成用レジストの上端部にオーバーハングした庇部を有するベースメタルを形成するものである。

この発明によれば、印刷開口パターン形成用レジストを剥離する際に、レジストが剥離され易くベースメタルの印刷用開口パターンに残ることが無い。また、特に細線部において滲みが発生し易いという問題を解決できる効果がある。また、印刷開口パターン形成用レジストを剥離するための作業時間を大幅に短縮することができる。

この発明の実施の形態１における印刷用サスペンドメタルマスクの製造方法に必要な各構成要素を分離して示す斜視図である。 この発明の実施の形態１における印刷用サスペンドメタルマスクの製造方法の接合めっき工程を示す断面図である。 この発明の実施の形態１における印刷用サスペンドメタルマスクの製造方法の接合めっきが終了した状態を示す断面図である。 この発明の実施の形態１における印刷用サスペンドメタルマスクの製造方法の接合状態からセットを解除した状態を示す断面図である。 この発明の実施の形態１における印刷用サスペンドメタルマスクの製造方法のベースメタルからＳＵＳ母材を剥離している状態を示す断面図である。 この発明の実施の形態１における印刷用サスペンドメタルマスクの製造方法のベースメタルの開口レジストを剥離する前の状態を示す断面図である。 この発明の実施の形態１における印刷用サスペンドメタルマスクの製造方法のベースメタルの開口レジストを剥離した状態を示す断面図である。 従来の印刷用サスペンドメタルマスクのベースメタルの印刷開口パターン形成用レジストを剥離する前の状態を示す断面図である。 図８の要部を拡大して示す要部拡大断面図である。 従来の印刷用サスペンドメタルマスクのベースメタルの印刷開口パターン形成用レジストを剥離した後の状態を示す断面図である。 この発明の実施の形態１における印刷用サスペンドメタルマスクのベースメタルの印刷開口パターン形成用レジストを剥離する前の状態を示す断面図である。 図１１の要部を拡大して示す要部拡大断面図である。 この発明の実施の形態１における印刷用サスペンドメタルマスクのベースメタルの印刷開口パターン形成用レジストを剥離した後の状態を示す要部断面図である。 この発明の実施の形態２における印刷用サスペンドメタルマスクのベースメタルの印刷開口パターン形成用レジストを施した後、レジストの厚みよりも薄くなるように１回目のめっきを行った状態を示す断面図である。 １回目のめっきよりも上方に突出している印刷開口パターン形成用レジストの上端部を研磨等で除去して１回目のめっきの上面と同じ高さにした状態を示す断面図である。 印刷開口パターン形成用レジストの上端部を研磨等で除去して１回目のめっきの上面と同じ高さにした後、１回目のめっきの上面と印刷開口パターン形成用レジストの上に２回目のめっきを形成した状態を示す断面図である。 この発明の実施の形態３における印刷用サスペンドメタルマスクのベースメタルの印刷開口パターン形成用レジストを施した後、レジストの厚みよりも薄くなるように１回目のめっきを行った状態を示す断面図である。 １回目のめっきよりも上方に突出している印刷開口パターン形成用レジストの上端部を研磨等で除去して１回目のめっきの上面と同じ高さにした状態を示す断面図である。

この発明をより詳細に説明するため、添付の図面に従ってこれを説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１.
図１はこの発明の印刷用サスペンドメタルマスクの製造方法に必要な各構成要素を分離して示す斜視図、図２〜図７はこの発明の印刷用サスペンドメタルマスクの製造方法の製造工程を示す断面図、図８〜図１０は従来の印刷用サスペンドメタルマスクのベースメタルの印刷開口パターン形成用レジストを剥離する前後の状態をそれぞれ示す断面図、図１１〜図１３はこの発明の印刷用サスペンドメタルマスクのベースメタルの印刷開口パターン形成用レジストを剥離する前後の状態をそれぞれ示す断面図である。

この発明の印刷用サスペンドメタルマスクの製造方法に必要な構成要素は、図１に示すように、中央部に設けられた通電性を有するステンレスメッシュ又はニッケルメッシュからなる金属製メッシュ１及びこの金属製メッシュ１に導電性テープ等により電気的に導通され、その外側に設けられたテトロンメッシュ２とからなるコンビネーションメッシュが内側に張設された四角形状の金属製版枠３と、ベースメタル用ＳＵＳ母材４上に設けられ、印刷用開口パターンが形成される中央部分に印刷開口パターン形成用レジスト５ａが施されているベースメタル５と、テトロンメッシュ６が張設された四角形状の接合補助用金属製版枠７と、この接合補助用金属製版枠７のテトロンメッシュ６とベースメタル用ＳＵＳ母材４との間に介装されるスポンジ８とから構成される。なお、四角形状の金属製版枠３に張設されるメッシュは、中央部の金属製メッシュ１と外側のテトロンメッシュ２とからなるコンビネーションメッシュが好適であるが、コンビネーションメッシュでなく、通電性を有する金属製メッシュ１の単体からなる一枚物であっても良い。上記ベースメタル５は、中央部に印刷用開口パターン５ｂが形成されている。

印刷用サスペンドメタルマスクの製造方法の接合めっき工程に当たっては、図２に示すように、右側に四角形状の金属製版枠３を配置し、左側に四角形状の接合補助用金属製版枠７を配置する。そして、金属製版枠３の金属製メッシュ１と重合位置するようにベースメタル５を配置し、金属製版枠３と接合補助用金属製版枠７を互いに重合させて粘着テープ９等で締結固定し、ベースメタル用ＳＵＳ母材４及びスポンジ８を介してベースメタル５と金属製メッシュ１が互いに密着状態となるようにセットする。この密着状態にセットしたものを陰極１０に接続するとともに電気的に導通させて、スルファミン酸ニッケル浴またはワット浴等のニッケルメッキ液に建浴されためっき槽１１内に収容し、アノードバックに収容されたニッケル１２を陽極１３に接続することにより、ベースメタル５と金属製メッシュ１の間で接合めっきを行い、両者を一体的に接合する。この接合めっき量は、通常片側２μｍとし、電鋳めっきと同じめっき法を用いる。また、陽・陰極電流密度は約０．１〜２．０Ａ／ｄｍ^２、好ましくは０．２５〜１．０Ａ／ｄｍ^２の低電流を用いることにより、接合めっき量の均一性向上と金属製メッシュ１の断線を防止することができる。

次に、接合めっき工程が終了したら、上記密着状態にセットしたものをめっき槽１１から取り出し（図３参照）、粘着テープ９を取り外して密着状態にセットしたものを解除する（図４参照）。次に、ベースメタル５からベースメタル用ＳＵＳ母材４を剥離する（図５及び図６参照）。その後、ベースメタル５と金属製メッシュ１の接合部がめっきにより一体的に接合されている金属製版枠３のベースメタル５から印刷開口パターン形成用レジスト５ａを剥離することにより、印刷用開口パターン５ｂが形成される（図７参照）。なお、ベースメタル５の印刷開口パターン形成用レジスト５ａ及び印刷用開口パターン５ｂは、簡略化してイメージのみを示したものであり、実際のものとは相違する。

従来の印刷用サスペンドメタルマスクのベースメタルの一般的な構成を図８〜図１０により説明する。従来の印刷用サスペンドメタルマスクのベースメタルは、先ず、ベースメタル用ＳＵＳ母材２４上に印刷開口パターン形成用レジスト２５ａを施し、その上からニッケルめっきを行ってベースメタル２５を作製し、ベースメタル２５の上面は通常はベルト研磨等によりレベリングを行っている。このベースメタル２５と金属製メッシュ２１の間で接合めっきを行い、ベースメタル２５と金属製メッシュ２１を一体的に結合している（図８、図９参照）。そして、ベースメタル２５から印刷開口パターン形成用レジスト２５ａを剥離することにより、中央部に印刷用開口パターン２５ｂを形成している（図１０参照）。このように構成された従来の印刷用サスペンドメタルマスクのベースメタル２５は、図８、図９に示すように、印刷開口パターン形成用レジスト２５ａの上端部と金属製メッシュ２１とが接触するように存在しているので、金属製メッシュ２１の織が平坦でない場合は接合の際にレジスト２５ａに金属製メッシュ２１の突出部が当ったり、レジスト２５ａが平坦部に研磨されていない場合はレジスト２５ａが邪魔となり接合がしにくいという問題があった。また印刷開口パターン形成用レジスト２５ａを剥離する際に、このレジスト２５ａの一部が剥離されずにベースメタル２５の印刷用開口パターン２５ｂに残ってしまうことがあるので、特に細線部において滲みが発生し易いという問題があった。更に、印刷開口パターン形成用レジスト２５ａを剥離する際、剥離作業に２〜３時間も掛かっており、作業時間が掛かり過ぎるという問題があった。

次に、従来の問題点を解決したこの発明の印刷用サスペンドメタルマスクのベースメタルの作成手順及びベースメタルの要部構成を図１１〜図１３により説明する。この発明においては、先ず、ベースメタル用ＳＵＳ母材４上に印刷開口パターン形成用レジスト５ａを施し、その上からニッケルめっきを行い、めっきのサイドスプレッド現象により印刷開口パターン形成用レジスト５ａの上端部にオーバーエレクトロフォーミングによりオーバーハングした庇部５ｃを有するベースメタル５を作製する。この庇部５ｃの長さと厚みの関係は、略１：１となる。すなわち、庇部５cの長さがレジスト上部より突出した板厚と同等である。ベースメタル５の上面は通常と異なり、不織布及びセラミック系によるバフ研磨でレベリングを行うことにしているので、ベースメタル５へのダメージが減少する。この庇部５ｃを有するベースメタル５と金属製メッシュ１の間で接合めっきを行って一体的に結合している。この庇部５ｃはベースメタル５と金属製メッシュ１との接合面積を増大させていることが判る（図１１〜図１３参照）。このとき、金属製メッシュ１と印刷開口パターン形成用レジスト５ａの上端部との間には、図１１、図１２に示すように、庇部５ｃの存在により両者を離間させる隙間５ｄが形成されることになる。この隙間５ｄにより、印刷開口パターン形成用レジスト５ａの上端部が金属製メッシュ１との接合部付近に存在しないので、接合の際に邪魔になるという不都合を解消することができ、接合がし易くなる。そして、ベースメタル５から印刷開口パターン形成用レジスト５ａを剥離することにより、中央部に印刷用開口パターン５ｂを形成している（図１３参照）。このように構成されたこの発明の印刷用サスペンドメタルマスクのベースメタル５は、印刷開口パターン形成用レジスト５ａを剥離する際に、金属製メッシュ２１とレジスト２５aの間に空間ができることで剥離液が入り易くなりレジストが剥離され易くベースメタル５の印刷用開口パターン５ｂに残ることが無いので、特に細線部において印刷時のパターン欠け、滲みが発生し易いという問題を解決することができる。更に、印刷開口パターン形成用レジスト５ａを剥離するための作業時間が３０分以内となり、時間を大幅に短縮することができる。
本実施例で使用されるレジストは通常ドライフィルムタイプであるが、目的の厚さのドライフィルムが無い場合は、液レジスト、電着レジスト等を用いて目的のレジスト厚に形成しても良い。また、庇部５ｃの長さと厚みは１〜５μｍ、好ましくは２〜３μｍが良い。
本実施例では、ベースメタル用ＳＵＳ母材４上に施される印刷開口パターン形成用レジスト５ａの上端部を下端部よりも大きくし、ベースメタルの印刷用開口パターンの開口形状を、上端部（被印刷体側）の開口寸法を下端部（印刷側）の開口寸法よりも大きくしている。

実施の形態２.
図１４はこの発明の実施の形態２における印刷用サスペンドメタルマスクのベースメタルの印刷開口パターン形成用レジストを施した後、レジストの厚みよりも薄くなるように１回目のめっきを行った状態を示す断面図、図１５は１回目のめっきよりも上方に突出している印刷開口パターン形成用レジストの上端部を研磨等で除去して１回目のめっきの上面と同じ高さにした状態を示す断面図、図１６は印刷開口パターン形成用レジストの上端部を研磨等で除去して１回目のめっきの上面と同じ高さにした後、１回目のめっきの上面に２回目のめっきを行い、めっきのサイドスプレット現象でオーバーハングした庇部を有る状態を示す断面図である。

この実施の形態２においては、先ず、ベースメタル用ＳＵＳ母材４上に若干厚くなるように印刷開口パターン形成用レジスト５ａを施した後、印刷開口パターン形成用レジスト５ａの厚みよりも薄くなるように１回目のニッケルめっき５−１を行う（図１４参照）。そして、１回目のニッケルめっき５−１よりも上方に突出している印刷開口パターン形成用レジスト５ａの上端部を研磨して削除し、１回目のめっき５−１の上面と同じ高さの印刷開口パターン形成用レジスト５ａ−１とする（図１５参照）。次に、１回目のニッケルめっき５−１の上と印刷開口パターン形成用レジスト５ａ−１の上から２回目のニッケルめっきを行い、めっきのサイドスプレッド現象により印刷開口パターン形成用レジスト５ａ−１の上端部にオーバーエレクトロフォーミングによりオーバーハングした庇部５ｃを有するベースメタル５を作製する（図１６参照）。そして、庇部５ｃの長さと厚みの関係が略１：１となる点、庇部５ｃを有するベースメタル５と金属製メッシュ１の間で接合めっきを行って一体的に結合している点、この庇部５ｃはベースメタル５と金属製メッシュ１との接合面積を増大させている点、金属製メッシュ１と印刷開口パターン形成用レジスト５ａ−１の上端部との間には、庇部５ｃの存在により両者を離間させる隙間５ｄが形成される点は、実施の形態１と同様である。
この実施の形態２によれば、手間は増えるが、印刷開口パターン形成用レジスト５ａの厚みに捕われずにめっきの厚みを調節できるという利点がある。また、印刷開口パターン形成用レジスト５ａの上端部を研磨することで、１回目のめっきの上面と同じ高さにできるので、２回目のめっきを行う際の面内のバラツキを抑えることができるという利点がある。
また、１回目のニッケルめっき５−１よりも上方に突出している印刷開口パターン形成用レジスト５ａの上端部を研磨して削除し、１回目のめっき５−１の上面と同じ高さの印刷開口パターン形成用レジスト５ａ−１にした後、１回目のニッケルめっき５−１の表面を酸等で活性化することで、２回目のめっきとの密着性を向上させる処理を施しても良い。
また、開口部にオーバーハングする庇部５cの形成は、１回目のニッケルめっき５−１の終了後に庇部の長さを目的の長さにするために、１回目のレジスト上に庇長さを調整するためのレジストを別に形成してから、２回目のめっきを施すことにより製造することができる。

実施の形態３.
図１７はこの発明の実施の形態３における印刷用サスペンドメタルマスクのベースメタルの印刷開口パターン形成用レジストを施した後、レジストの厚みよりも薄くなるように１回目のめっきを行った状態を示す断面図、図１８は１回目のめっきよりも上方に突出している印刷開口パターン形成用レジストの上端部を研磨等で除去して１回目のめっきの上面と同じ高さにした状態を示す断面図である。

上記実施の形態１及び２では、ベースメタル用ＳＵＳ母材４上に施される印刷開口パターン形成用レジスト５ａの上端部を下端部よりも大きくし、ベースメタルの印刷用開口パターンの開口形状を、上端部（被印刷体側）の開口寸法を下端部（印刷側）の開口寸法よりも大きくしているが、この実施の形態３においては、ベースメタル用ＳＵＳ母材４上に施される印刷開口パターン形成用レジスト５ａの下端部を上端部よりも大きくし、ベースメタルの印刷用開口パターンの開口形状を、上端部（被印刷体側）の開口寸法を下端部（印刷側）の開口寸法よりも小さくしている。
この実施の形態３によれば、印刷開口パターン形成用レジスト５ａの下端部を上端部よりも大きくしているので、レジストの剥離を容易にすることができ、印刷時の抜け性の向上を図ることができる。

１ 金属製メッシュ
２ テトロンメッシュ
３ 金属製版枠
４ ベースメタル用ＳＵＳ母材
５ ベースメタル
５−１ １回目のめっき
５−２ ２回目のめっき
５ａ 印刷開口パターン形成用レジスト
５ａ−１ 研磨後の印刷開口パターン形成用レジスト
５ｂ 印刷用開口パターン
５ｃ 庇部
５ｄ 隙間
６ テトロンメッシュ
７ 接合補助用金属製版枠
８ スポンジ
９ 粘着テープ
１０ 陰極
１１ めっき槽
１２ ニッケル
１３ 陽極

Claims (6)

1. 版枠と、
   前記版枠の内側に外周が張設されている少なくとも中央部に通電性のある金属製メッシュを有するメッシュと、
   前記金属製メッシュに密着した状態で接合めっきにより一体接合され、中央部に多数の印刷用開口パターンが設けられたベースメタルとを備えたスクリーン印刷用サスペンドメタルマスクにおいて、
   前記ベースメタルに形成される前記各印刷用開口パターンの開口形状は、開口上端部にオーバーハングして前記金属製メッシュとの接合めっき面積を増大させるとともに、前記ベースメタルの印刷用開口パターンの開口上端部の開口寸法を縊れさせた庇部を形成したことを特徴とするスクリーン印刷用サスペンドメタルマスク。
2. ベースメタルに形成される印刷用開口パターンの開口形状は、上端部側の開口寸法を下端部側の開口寸法よりも大きくしたことを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷用サスペンドメタルマスク。
3. ベースメタルに形成される印刷用開口パターンの開口形状は、上端部側の開口寸法を下端部側の開口寸法よりも小さくしたことを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷用サスペンドメタルマスク。
4. ベースメタルの庇部の長さが庇部の板厚と同等であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のスクリーン印刷用サスペンドメタルマスク。
5. 版枠と、前記版枠の内側に外周を接着固定して張設され、少なくとも中央部に通電性のある金属製メッシュを有するメッシュと、前記金属製メッシュに密着重合させて接合めっきにより一体接合され、印刷用開口パターンが設けられたベースメタルとを備えたスクリーン印刷用サスペンドメタルマスクの製造方法であって、
   母材上に印刷開口パターン形成用レジストを施し、その上からめっきを行い、印刷開口パターン形成用レジストの上端部にオーバーハングした庇部を有するベースメタルを形成する工程と、
   前記庇部を有するベースメタルと前記金属製メッシュとを接合めっきにより一体接合する際、前記印刷開口パターン形成用レジストの上端部と前記金属製メッシュとの間に前記庇部の存在により隙間を形成しておく工程と
   を備えたことを特徴とするスクリーン印刷用サスペンドメタルマスクの製造方法。
6. 母材上に印刷開口パターン形成用レジストを施し、その上からめっきを行い、印刷開口パターン形成用レジストの上端部にオーバーハングした庇部を有するベースメタルを形成する工程は、母材上に印刷開口パターン形成用レジストを厚く施し、その上から前記印刷開口パターン形成用レジストの厚みよりも薄くなるように１回目のめっきを行い、次に前記１回目のめっきよりも上方に突出している前記印刷開口パターン形成用レジストの上端部を研磨して削除し、１回目のめっきの上面と同じ高さの印刷開口パターン形成用レジストとし、更に前記１回目のめっきの上と１回目のめっきと同じ高さの印刷開口パターン形成用レジストの上から２回目のめっきを行い、印刷開口パターン形成用レジストの上端部にオーバーハングした庇部を有するベースメタルを形成することを特徴とする請求項５記載のスクリーン印刷用サスペンドメタルマスクの製造方法。

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