JP6943387B2 - スクリーンマスク及びスクリーンマスクの製造方法 - Google Patents

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Description

本発明はスクリーンマスク及びスクリーンマスクの製造方法に関する。詳しくは、簡易な構造でありながら、印刷ペーストの印刷厚みを低減可能なスクリーンマスク及びスクリーンマスクの製造方法に係るものである。
印刷手法の一つに、スクリーン印刷が用いられている。スクリーン印刷は、印刷パターンを形成したスクリーンマスクに印刷ペーストを通過させ、被印刷物上に印刷パターンに応じた印刷を行う手法である。
スクリーン印刷は、幅広い対象物に対して印刷が可能であり、例えば、紙、布、プラスチック、金属、ガラス等に印刷が可能である。近年は、電子部品の製造への用途が拡大しており、チップ部品の配線形成やフラットパネルディスプレイの電極形成、シリコン太陽電池の製造等、高精度な印刷が求められる分野で幅広く使用されている。
スクリーンマスクは主に、枠体、スクリーンメッシュ及び感光性乳剤で構成されている。枠体は、アルミダイキャスト製やアルミパイプ製のものが、スクリーンメッシュはステンレス鋼やタングステン等の金属繊維またはポリエステル等の合成繊維等が用いられている。
また、感光性乳剤は、露光やレーザー照射により硬化する性質を有している。例えば、ＰＶＡ、ＰＶＡｃ、シリコン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の光硬化性の樹脂組成物が用いられる。
ここで、スクリーンマスクは、一般的に次のような流れで製造される。まず、枠体にスクリーンメッシュを接着剤で固定し、スクリーンメッシュの表面に感光性乳剤をコーティングして層を形成する。この層にフィルムやガラスにパターン形成されたフォトマスクを重ねて、露光もしくはレーザー照射によって感光させ印刷パターンを形成し、水等の現像液にて現像がなされる。
印刷時は、スクリーンマスク上に印刷ペーストを塗布し、ウレタンゴム等のスキージをスライドさせながら圧力をかけ、転写のメカニズムで被印刷物上に印刷ペーストが印刷されるものとなる。
このようなスクリーン印刷は、上述したように広範囲な用途を有しているが、各用途の製品の高性能化に伴って、スクリーンマスクに求められる品質への要求が厳しくなっている。
例えば、シリコン太陽電池において、光電変換によって発生した電荷を集めて流すための電極が必要となり、この電極はスクリーン印刷で形成可能である。電極は、１枚の太陽電池セルの表面に２〜４本設けられた太めのバスバー電極と、バスバー電極と直角に接続された細めの配線であるグリッド電極から構成される。
ここで、シリコン太陽電池の電極は受光面を遮る障害物にもなるため、シリコン太陽電池の受面側における電流を確保する観点から、グリッド電極において、線幅が細くかつ厚さの厚い電極をスクリーン印刷法で形成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２０１０−６９８３５号公報
しかしながら、特許文献１に記載のスクリーン印刷法及びスクリーンマスクをはじめ、従来のスクリーン印刷法及びスクリーンマスクでは、印刷ペーストの厚みを低減する構造に改良の余地があると考えられる。
上述したシリコン太陽電池の例であれば、バスバー電極が必要以上の厚みに形成されているため、この印刷ペーストの量を低減できれば、電極の形成のためのコスト削減に繋がる。太陽電池の急激な普及を考慮すると、その製造コストを抑えることは、非常に重要な問題である
また、シリコン太陽電池のバスバー電極に限らず、印刷ペーストの印刷厚みを低減することは、チップ部品の配線形成や、その他の電極形成においても、製品品質の向上や、製造コストの削減に寄与するものと考えられる。
本発明は、以上の点に鑑みて創案されたものであり、簡易な構造でありながら、印刷ペーストの印刷厚みを低減可能なスクリーンマスク及びスクリーンマスクの製造方法に係るものである。
上記の目的を達成するために、本発明のスクリーンマスクは、枠体と、該枠体内に張設されたスクリーンメッシュと、該スクリーンメッシュに設けられ、被印刷物に転写する印刷パターン孔が形成された第１のパターン層と、前記スクリーンメッシュに設けられ、前記印刷パターン孔の少なくとも一部の内周面の内側かつ同内周面から所定の距離離れて形成されると共に、前記被印刷物と対向する面の突出量が、前記第１のパターン層の同被印刷物と対向する面の突出量よりも小さく形成された第２のパターン層とを備える。
ここで、枠体と、枠体内に張設されたスクリーンメッシュによってスクリーンマスクの基礎を形成するものとなる。
また、第１のパターン層が、スクリーンメッシュに設けられ、被印刷物に転写する印刷パターン孔が形成されたことによって、印刷パターン孔に応じた印刷パターンが被印刷物に印刷可能となる。即ち、印刷パターン孔を介して印刷ペーストが被印刷物側へと移動するものとなる。なお、印刷パターン孔とは、所定のパターンを形成する孔全体を意味している。
また、第２のパターン層が、スクリーンメッシュに設けられ、印刷パターン孔の少なくとも一部の内周面の内側かつ内周面から所定の距離離れて形成されたことによって、印刷パターン孔を塞ぐことなく、印刷パターン孔の内周面の内側に第２のパターン層が位置するものとなる。即ち、印刷ペーストが印刷パターン孔を通過する際に、第２のパターン層を避けて被印刷物上に転写され、印刷パターン孔の形状に応じたパターン形成が可能となる。なお、ここでいう第２のパターン層は、印刷パターン孔を構成する複数の所定のパターンの一部に対して、第２のパターン層が設けられる構成と、印刷パターン孔を構成する複数の所定のパターンの全部に対して、第２のパターン層が設けられる構成の両方を含んでいる。後述する第２のパターン層についても同様である。
また、第２のパターン層が、スクリーンメッシュに設けられ、印刷パターン孔の少なくとも一部の内周面の内側かつ内周面から所定の距離離れて形成されると共に、被印刷物と対向する面の突出量が、第１のパターン層の被印刷物と対向する面の突出量よりも小さく形成されたことによって、被印刷物上の印刷ペーストの厚みを小さくすることができる。即ち、印刷ペーストが印刷パターン孔を通過する際に、第２のパターン層を避けながら被印刷物上に転写され、かつ、印刷パターン孔で囲まれた領域の一部が第２のパターン層に占められる。この結果、平面視した際における被印刷物上の印刷ペーストの外形は印刷パターン孔に対応する形として転写され、かつ、印刷ペーストは、第２のパターン層に占められた領域分だけその量を減らして印刷されるものとなり、印刷ペーストの厚みを低減できる。
また、第１のパターン層の被印刷物と対向する面の突出量と、第２のパターン層の被印刷物と対向する面の突出量との差が１０〜３０μｍの範囲内である場合には、被印刷物上に印刷ペーストを良好に印刷することができ、かつ、その印刷厚みを充分に減らして印刷することが可能となる。
ここで、第１のパターン層の被印刷物と対向する面の突出量と、第２のパターン層の被印刷物と対向する面の突出量との差が１０μｍ未満である場合には、被印刷物に印刷される印刷ペーストの厚みが薄くなり過ぎて印刷不良を招くおそれがある。また、例えば、印刷ペーストでバスバー電極を形成する場合には、断線が生じるおそれがある。また、第１のパターン層の被印刷物と対向する面の突出量と、第２のパターン層の被印刷物と対向する面の突出量との差が３０μｍを超える場合には、被印刷物に印刷される印刷ペーストの厚みの低減が不充分となる。
また、平面視した印刷パターン孔の内側の領域の面積に対して、平面視した第２のパターン層の面積が１０〜５０％の範囲内である場合には、被印刷物上に印刷ペーストを良好に印刷することができ、かつ、その印刷厚みを充分に減らして印刷することが可能となる。なお、ここでいう「印刷パターン孔の内側の領域の面積に対する、平面視した第２のパターン層の面積」とは、印刷パターン孔を構成する１つのパターンの内側に設けられた第２のパターン層との１：１の対応関係における面積を意味している。
ここで、平面視した印刷パターン孔の内側の領域の面積に対して、平面視した第２のパターン層の面積が１０％未満である場合には、印刷パターン孔の内側の領域において、第２のパターン層が占める割合が少なくなり、被印刷物に印刷される印刷ペーストの厚みの低減が不充分となる。また、平面視した印刷パターン孔の内側の領域の面積に対して、平面視した第２のパターン層の面積が５０％を超える場合には、印刷パターン孔の内側の領域において、第２のパターン層が占める割合が大きくなり、被印刷物に印刷される印刷ペーストの厚みが薄くなり過ぎて印刷不良を招くおそれがある。また、例えば、印刷ペーストでバスバー電極を形成する場合には、断線が生じるおそれがある。
また、平面視した第２のパターン層の形状が、ライン状、島状及びライン状と島状の混合のうち少なくとも１つである場合には、各形状に基づき、被印刷物上の印刷ペーストの厚みを低減することができる。
また、平面視した第２のパターン層の形状がライン状であり、その線幅が３０〜１５０μｍの範囲内である場合には、被印刷物上に印刷ペーストを良好に印刷することができ、かつ、その印刷厚みを充分に減らして印刷することが可能となる。即ち、例えば、バスバー電極を印刷ペーストで形成する場合に、電荷を良好に流すために充分な電極の大きさを確保しつつ、その印刷の厚みを低減することができる。
ここで、平面視した第２のパターン層の形状がライン状であり、その線幅が３０μｍ未満である場合には、線幅が小さく、印刷パターンの厚みの低減が不充分となる。また、平面視した第２のパターン層の形状がライン状であり、その線幅が１５０μｍを超える場合には、印刷パターン孔の内側の領域において、第２のパターン層が占める割合が大きくなり、被印刷物に印刷される印刷ペーストの厚みが薄くなり過ぎて印刷不良を招くおそれがある。また、例えば、印刷ペーストでバスバー電極を形成する場合には、断線が生じるおそれがある。
また、上記の目的を達成するために、本発明のスクリーンマスクの製造方法は、枠体内にスクリーンメッシュを張設して、該スクリーンメッシュに被印刷物に転写する印刷パターン孔が形成された第１のパターン層を設けるスクリーンマスクの製造方法であって、前記スクリーンメッシュに、第１の感光性乳剤から成る第１乳剤層を設ける第１工程と、前記第１乳剤層の被印刷物と対向する面に、前記第１の感光性乳剤とは感光波長が異なる第２の感光性乳剤から成る第２乳剤層を設ける第２工程と、前記第１乳剤層及び前記第２乳剤層に、前記第１の感光性乳剤の感光波長を有する光を照射して、前記印刷パターン孔となる未硬化領域と、同印刷パターン孔の少なくとも一部の内周面の内側かつ同内周面から所定の距離離れた第２のパターン層となる硬化領域を有する第１の層を形成する第３工程と、前記第１乳剤層及び前記第２乳剤層に、前記第２の感光性乳剤の感光波長を有する光を照射して、同第２乳剤層に前記印刷パターン孔となる未硬化領域を有する第２の層を形成する第４工程と、前記第１の層及び前記第２の層を洗浄して未硬化領域を洗い流すことにより、前記第１のパターン層及び前記第２のパターン層を形成する第５工程とを備える。
ここで、第１工程で、スクリーンメッシュに、第１の感光性乳剤から成る第１乳剤層を設けることによって、スクリーンメッシュに光照射等で硬化する第１乳剤層を設けることができる。
また、第２工程で、第１乳剤層の被印刷物と対向する面に、第１の感光性乳剤とは感光波長が異なる第２の感光性乳剤から成る第２乳剤層を設けることによって、第１乳剤層の被印刷物と対向する側に、第２乳剤層を積層して形成することができる。また、第１の感光性乳剤と第２の感光性乳剤の感光波長が異なるため、別々の波長を有する光照射等により、各乳剤層を硬化させることができる。即ち、例えば、第１乳剤層と第２乳剤層にまとめて一定の波長の光を照射しても、一方の乳剤層のみを特異的に硬化させることが可能となる。
また、第３工程で、第１乳剤層及び第２乳剤層に、第１の感光性乳剤の感光波長を有する光を照射して、印刷パターン孔となる未硬化領域を有する第１の層を形成することによって、第１乳剤層のみに特異的に、印刷パターン孔を構成する領域と、その周辺に第１のパターン層を構成する領域を設けることができる。なお、ここでいう印刷パターン孔となる未硬化領域とは、後述する第２の層における印刷パターン孔となる未硬化領域と併せて、印刷パターン孔となる部分を意味する。
また、第３工程で、第１乳剤層及び第２乳剤層に、第１の感光性乳剤の感光波長を有する光を照射して、印刷パターン孔の少なくとも一部の内周面の内側かつ内周面から所定の距離離れた第２のパターン層となる硬化領域を有する第１の層を形成することによって、第１乳剤層のみに特異的に、印刷パターン孔の内側に位置する第２のパターン層となる領域を設けることができる。
また、第４工程で、第１乳剤層及び第２乳剤層に、第２の感光性乳剤の感光波長を有する光を照射して、第２乳剤層に印刷パターン孔となる未硬化領域を有する第２の層を形成することによって、第２乳剤層のみに特異的に、印刷パターン孔を構成する領域を設けることができる。なお、ここでいう印刷パターン孔となる未硬化領域とは、前述した第１の層における印刷パターン孔となる未硬化領域と併せて、印刷パターン孔となる部分を意味する。
また、第５工程で、第１の層及び第２の層を洗浄して未硬化領域を洗い流すことにより、第１のパターン層及び第２のパターン層を形成することによって、第１の層及び第２の層に印刷パターン孔が形成され、かつ、印刷パターン孔の周辺には第１のパターン層が、印刷パターン孔の内側には第２のパターン層が、それぞれ設けられたスクリーンマスクを製造可能となる。印刷パターン孔により、同パターン孔に応じた印刷パターンが被印刷物に印刷可能となる。また、第２のパターン層が、印刷パターン孔を塞ぐことなく、印刷パターン孔の内周面の内側に位置するものとなる。即ち、印刷ペーストが印刷パターン孔を通過する際に、第２のパターン層を避けて被印刷物上に転写され、印刷パターン孔の形状に応じたパターン形成が可能となる。
また、第１の層に、印刷パターン孔となる未硬化領域と、印刷パターン孔の少なくとも一部の内周面の内側かつ内周面から所定の距離離れた第２のパターン層となる硬化領域が設けられ、第２の層に印刷パターン孔となる未硬化領域が設けられたことによって、印刷パターン孔と、第１のパターン層及び第２のパターン層が形成された際に、第２のパターン層が印刷パターン孔を塞ぐことなくその内側に位置し、かつ、被印刷物側における第１のパターン層の端面と、第２のパターン層の端面の位置に差が生じるものとなる。即ち、印刷パターン孔の内側の領域の一部が第２のパターン層により占められ、かつ、印刷パターン孔の上述した端面の差に相当する領域は、第２のパターン層により占められない部分となる。この結果、平面視した際における被印刷物上の印刷ペーストの外形は印刷パターン孔に対応する形として転写され、かつ、印刷ペーストは、第２のパターン層に占められた領域分だけその量を減らして印刷されるものとなり、印刷ペーストの厚みを低減できる。
また、上記の目的を達成するために、本発明のスクリーンマスクの製造方法は、枠体内にスクリーンメッシュを張設して、該スクリーンメッシュに被印刷物に転写する印刷パターン孔が形成された第１のパターン層を設けるスクリーンマスクの製造方法であって、前記スクリーンメッシュに、感光性乳剤から成る第１乳剤層を設けると共に、光を照射して、前記印刷パターン孔の少なくとも一部の内周面の内側かつ同内周面から所定の距離離れた第２のパターン層となる硬化領域を有する第１の層を形成する第１工程と、前記第１の層の被印刷物と対向する面に、感光性乳剤から成る第２乳剤層を設けると共に、前記第１の層及び前記第２乳剤層に、光を照射して、同第１の層及び同第２乳剤層に前記第１のパターン層となる硬化領域を有する第２の層を形成する第２工程と、前記第２の層を洗浄して未硬化領域を洗い流すことにより、前記第１のパターン層及び前記第２のパターン層を形成する第３工程とを備える。
ここで、第１工程で、スクリーンメッシュに、感光性乳剤から成る第１乳剤層を設けると共に、光を照射して、印刷パターン孔の少なくとも一部の内周面の内側かつ内周面から所定の距離離れた第２のパターン層となる硬化領域を有する第１の層を形成することによって、スクリーンメッシュに設けられた第１乳剤層の一部に硬化した第２のパターン層となる領域を設けることができる。第２のパターン層は、印刷パターン孔の内周面の内側かつ内周面から所定の距離離れて形成されるため、印刷ペーストが印刷パターン孔を通過する際に、第２のパターン層を避けて被印刷物上に転写され、印刷パターン孔の形状に応じたパターン形成が可能となる。
また、第２工程で、第１の層の被印刷物と対向する面に、感光性乳剤から成る第２乳剤層を設けると共に、第１の層及び第２乳剤層に、光を照射して、第１の層及び第２乳剤層に第１のパターン層となる硬化領域を有する第２の層を形成することによって、第１の層の被印刷物と対向する面に積層して設けられた第２乳剤層のうち、第２のパターン層となる領域及び印刷パターン孔となる領域の外側に、硬化した第１のパターン層となる領域を設けることができる。
また、第３工程で、第２の層を洗浄して未硬化領域を洗い流すことにより、第１のパターン層及び第２のパターン層を形成することによって、第１の層及び第２の層に印刷パターン孔が形成され、かつ、印刷パターン孔の周辺には第１のパターン層が、印刷パターン孔の内側には第２のパターン層が、それぞれ設けられたスクリーンマスクを製造可能となる。印刷パターン孔により、同パターン孔に応じた印刷パターンが被印刷物に印刷可能となる。
また、第１の層に、印刷パターン孔の少なくとも一部の内周面の内側かつ内周面から所定の距離離れた第２のパターン層となる硬化領域が設けられ、第２の層に第１のパターン層となる硬化領域が設けられたことによって、印刷パターン孔と、第１のパターン層及び第２のパターン層が形成された際に、第２のパターン層が印刷パターン孔を塞ぐことなくその内側に位置し、かつ、被印刷物側における第１のパターン層の端面と、第２のパターン層の端面の位置に差が生じるものとなる。即ち、印刷パターン孔の内側の領域の一部が第２のパターン層により占められ、かつ、印刷パターン孔の上述した端面の差に相当する領域は、第２のパターン層により占められない部分となる。この結果、平面視した際における被印刷物上の印刷ペーストの外形は印刷パターン孔に対応する形として転写され、かつ、印刷ペーストは、第２のパターン層に占められた領域分だけその量を減らして印刷されるものとなり、印刷ペーストの厚みを低減できる。
また、上記の目的を達成するために、本発明のスクリーンマスクの製造方法は、枠体内にスクリーンメッシュを張設して、該スクリーンメッシュに被印刷物に転写する印刷パターン孔が形成された第１のパターン層を設けるスクリーンマスクの製造方法であって、前記スクリーンメッシュに、感光性乳剤から成る第１乳剤層を設けると共に、光を照射して、前記印刷パターン孔の少なくとも一部の内周面の内側かつ同内周面から所定の距離離れた第２のパターン層となる硬化領域を有する第１の層を形成する第１工程と、前記第１の層を洗浄して未硬化領域を洗い流すことにより、前記第２のパターン層を形成する第２工程と、前記第２のパターン層の外側及び同第２のパターン層の被印刷物と対向する面に、感光性乳剤から成る第２乳剤層を設けると共に、光を照射して、前記第２乳剤層に前記第１のパターン層となる硬化領域を有する第２の層を形成する第３工程と、前記第２の層を洗浄して未硬化領域を洗い流すことにより、前記第１のパターン層を形成する第４工程とを備える。
ここで、第１工程が、スクリーンメッシュに、感光性乳剤から成る第１乳剤層を設けると共に、光を照射して、印刷パターン孔の少なくとも一部の内周面の内側かつ内周面から所定の距離離れた第２のパターン層となる硬化領域を有する第１の層を形成することによって、スクリーンメッシュに設けられた第１乳剤層の一部に硬化した第２のパターン層となる領域を設けることができる。第２のパターン層は、印刷パターン孔の内周面の内側かつ内周面から所定の距離離れて形成されるため、印刷ペーストが印刷パターン孔を通過する際に、第２のパターン層を避けて被印刷物上に転写され、印刷パターン孔の形状に応じたパターン形成が可能となる。
また、第２工程で、第１の層を洗浄して未硬化領域を洗い流すことにより、第２のパターン層を形成することによって、第１乳剤層のうち、未硬化領域のみが除去され、スクリーンメッシュに硬化した第２のパターン層のみが形成される。
また、第３工程が、第２のパターン層の外側及び第２のパターン層の被印刷物と対向する面に、感光性乳剤から成る第２乳剤層を設けると共に、光を照射して、第２乳剤層に第１のパターン層となる硬化領域を有する第２の層を形成することによって、第２のパターン層の外側及び被印刷物と対向する面及に設けられた第２乳剤層のうち、第２のパターン層及び印刷パターン孔となる領域の外側に、硬化した第１のパターン層となる領域を設けることができる。
また、第４工程が、第２の層を洗浄して未硬化領域を洗い流すことにより、第１のパターン層を形成することによって、第２の層に印刷パターン孔が形成され、かつ、印刷パターン孔の周辺には第１のパターン層が、印刷パターン孔の内側には第２のパターン層が、それぞれ設けられたスクリーンマスクを製造可能となる。印刷パターン孔により、同パターン孔に応じた印刷パターンが被印刷物に印刷可能となる。
また、第１の層に、印刷パターン孔の少なくとも一部の内周面の内側かつ内周面から所定の距離離れた第２のパターン層となる硬化領域が設けられ、第２の層に第１のパターン層となる硬化領域が設けられたことによって、印刷パターン孔と、第１のパターン層及び第２のパターン層が形成された際に、第２のパターン層が印刷パターン孔を塞ぐことなくその内側に位置し、かつ、被印刷物側における第１のパターン層の端面と、第２のパターン層の端面の位置に差が生じるものとなる。即ち、印刷パターン孔の内側の領域の一部が第２のパターン層により占められ、かつ、印刷パターン孔の上述した端面の差に相当する領域は、第２のパターン層により占められない部分となる。この結果、平面視した際における被印刷物上の印刷ペーストの外形は印刷パターン孔に対応する形として転写され、かつ、印刷ペーストは、第２のパターン層に占められた領域分だけその量を減らして印刷されるものとなり、印刷ペーストの厚みを低減できる。
また、光の照射を、少なくとも２つの波長を有するレーザー光を、デジタルミラーデバイス素子を介して単独又は複合で照射可能なマスクレス露光機で行う場合には、第１のパターン層や、第２のパターン層のパターン形状を乳剤層に形成する際に、各パターン形状に合わせて製造したフォトマスクを用いずに、パターン形状を乳剤層に反映可能となる。即ち、乳剤層にレーザー光を照射して直接、パターン形状を反映させた硬化領域及び未硬化領域を形成できる。また、少なくとも２つの波長を有するレーザーによって、感光性波長の異なる乳剤を特異的に硬化させることができる。また、２つ以上のレーザー光を複合的に照射することで、２種類の乳剤をまとめて硬化させることができ、製造工程の工数を減らすことができる。
また、上記の目的を達成するために、本発明のスクリーンマスクの製造方法は、枠体内にスクリーンメッシュを張設して、該スクリーンメッシュに被印刷物に転写する印刷パターン孔が形成された第１のパターン層を設けるスクリーンマスクの製造方法であって、前記スクリーンメッシュに、前記印刷パターン孔の少なくとも一部の内周面の内側かつ同内周面から所定の距離離れた位置に、前記被印刷物と対向する面の突出量が、前記第１のパターン層の同被印刷物と対向する面の突出量よりも小さな第２のパターン層を形成するように構成されている。
ここで、印刷パターン孔の少なくとも一部の内周面の内側かつ内周面から所定の距離離れた位置に、第２のパターン層を形成することによって、印刷パターン孔を塞ぐことなく、印刷パターン孔の内周面の内側に第２のパターン層が位置するものとなる。即ち、印刷ペーストが印刷パターン孔を通過する際に、第２のパターン層を避けて被印刷物上に転写され、印刷パターン孔の形状に応じたパターン形成が可能となる。
また、スクリーンメッシュに、被印刷物と対向する面の突出量が、第１のパターン層の被印刷物と対向する面の突出量よりも小さな第２のパターン層を形成することによって、被印刷物上の印刷ペーストの厚みを小さくすることができる。即ち、印刷ペーストが印刷パターン中を通過する際に、第２のパターン層を避けながら被印刷物上に転写され、かつ、印刷パターン孔で囲まれた領域の一部が第２のパターン層に占められる。この結果、平面視した際における被印刷物上の印刷ペーストの外形は印刷パターン孔に対応する形として転写され、かつ、印刷ペーストは、第２のパターン層に占められた領域分だけその量を減らして印刷されるものとなり、印刷ペーストの厚みを低減できる。
本発明に係るスクリーンマスクは、簡易な構造でありながら、印刷ペーストの印刷厚みを低減可能なものとなっている。
また、本発明に係るスクリーンマスクの製造方法は、簡易な構造でありながら、印刷ペーストの印刷厚みを低減可能なスクリーンマスクの製造方法となっている。
本発明を適用したスクリーンマスクの構造を示す概略断面図（ａ）及び従来のスクリーンマスクの構造を示す概略断面図（ｂ）である。 バスバー電極及びグリッド電極の形状を示す概略平面図である。 バスバー電極の一部が肉抜きした形状を示す概略平面図である。 本発明を適用したスクリーンマスクの製造方法の第１の実施の形態における製造工程の流れを示す概略図である。 本発明を適用したスクリーンマスクの製造方法の第２の実施の形態における製造工程の流れを示す概略図である。 本発明を適用したスクリーンマスクの製造方法の第３の実施の形態における製造工程の流れを示す概略図である。 マスクレス露光機の構造を示す概略斜視図である。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明し、本発明の理解に供する。
なお、以下に示す構造は本発明の一例であり、本発明の内容はこれに限定されるものではない。
また、以下の説明において、図１（ａ）を基準に、スクリーンメッシュ２に対する被印刷物６の位置を「下」又は「下方」とし、被印刷物６に対するスクリーンメッシュ２の位置を「上」又は「上方」とする。また、図１（ａ）を基準に、上下方向と略直交するスクリーンメッシュ２が設けられた方向を「左右方向」又は「水平方向」とする。
図１（ａ）に示すように、本発明を適用したスクリーンマスクの一例であるスクリーンマスク１は、スクリーンメッシュ２、第１のパターン層３及び第２のパターン層４を有している。また、第１のパターン層３にはパターン孔７が形成されている。
なお、比較対象として、図１（ｂ）には、従前のスクリーンマスク１０の構造を示している。スクリーンマスク１０は、スクリーンメッシュ２０と、第１のパターン層３０、パターン孔７０を有しているが、第２のパターン層４に相当する部分が存在しない。
スクリーンマスク１の下方には、第１のパターン層３に形成されたパターン孔７に対応した印刷ペースト５が転写される被印刷物６が配置されている。なお、図１（ａ）においては、構造を明確にする観点から、便宜上、スクリーンマスク１の一部の構造を示しているが、実際の構成では、１つの被印刷物６に対して、所望のパターンの形状（複数のパターン孔７で形成されるパターン形状）を反映した印刷が可能な第１のパターン層、複数の第２のパターン層及び複数のパターン孔７を有するものである。
スクリーンマスク１は、下方に配置された被印刷物６に対して、所定のパターン孔７から印刷ペースト５（インク）を転写する。印刷時は、スクリーンメッシュ２上の印刷ペーストを、スキージ（図示せず）をスライドさせながらパターン孔７から押し出していく。
スクリーンメッシュ２は、所定のパターン孔７が形成された第１のパターン層３及び第２のパターン層４を支持する部分である。スクリーンメッシュ２に一定の値の張力をかけ、両端部が図示しないフレームに接着剤で固定されている。スクリーンメッシュ２はフレームの内側に配置される。
フレームは四角枠状の形状を有しており、例えば、アルミダイキャスト製やアルミパイプ製のものが使用される（図示省略）。また、フレームの形状や大きさは、対象となる被印刷物の大きさや、スクリーンマスク１を設置する印刷機械の種類により適宜変更されるものである。
スクリーンメッシュ２はステンレス鋼やタングステン等の金属繊維またはポリエステル等の合成繊維等で形成されている。また、スクリーンメッシュ２は、印刷ペースト７が透過可能な孔部を多数有するメッシュ状に形成されている。フレーム及びスクリーンメッシュ２がスクリーンマスク１の基板となる部材である。
第１のパターン層３は、スクリーンメッシュ２に感光性乳剤が板状に設けられた部材である。第１のパターン層３には、上述したように被印刷物に所望の印刷を可能とするパターン孔７が形成されている。このパターン孔７が、印刷ペースト５が通過し、被印刷物６の表面に回路や基板のパターン等を描画させる部分となる。
また、第１のパターン層３を構成する感光性乳剤は、露光やレーザー照射により硬化する性質を有している。例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）、シリコン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の光硬化性の樹脂組成物が用いられる。露光作業により硬化した箇所は印刷ペースト７が透過できない部分となる。第１のパターン層３は、メッシュとの密着性、弾力性及び解像性に優れるものであることが好ましい。
第２のパターン層４は、スクリーンメッシュ２上に設けられ、かつ、パターン孔７の内周面の内側かつ内周面との間に隙間を有して形成された感光性乳剤が、平面視でライン状に設けられた部材である。第２のパターン層４は、パターン孔７で囲まれた領域の一部を占める部材であり、パターン孔７を介して転写される印刷ペースト５の印刷厚み（被印刷物６上での上下方向の厚み）を減らす部分となる。
即ち、例えば、平面視した場合、第１のパターン層３にパターン孔７が形成され、そのパターン孔７の内周面と接触しない状態で、パターン孔７の内側の領域に、パターン孔の面積より小さな面積を有する第２のパターン層４が設けられている（図示省略）。
このようなパターン孔７と第２のパターン層４の構造を有することから、スクリーンメッシュ２上の印刷ペーストをパターン孔７から押し出すと、パターン孔７と第２のパターン層４の間の隙間を印刷ペーストが通過して、スクリーンマスク１の下方の被印刷物６の印刷対象となる面上に印刷ペースト５が転写可能となる。
また、上下方向において、第１のパターン層３の厚みは３０μｍ、第２のパターン層の厚みは１８μｍとなっている。即ち、図１（ａ）において、符号Ｙで示す、第１のパターン層３の下面３ａと、第２のパターン層の下面４ａとの間の距離は１２μｍとなっている。また、この距離は、換言すれば、スクリーンメッシュ２（又は第１のパターン層及び第２のパターン層の上端面）を基準とした、第１のパターン層３の下面３ａの突出量と、第２のパターン層の下面４ａの突出量との差である。
また、左右方向においてパターン孔７の内周面と第２のパターン層４との隙間の距離は１５μｍとなっている。更に、平面視した際の、第２のパターン層４の面積は、パターン孔７で囲まれた領域の面積の４０％の大きさとなっている。
また、第２のパターン層４を構成する感光性乳剤は、露光やレーザー照射により硬化する性質を有している。第１のパターン層３を構成する感光性乳剤と同様に、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡｃ）、シリコン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の光硬化性の樹脂組成物が用いられる。第２のパターン層４は、耐溶剤性及び機械的耐久性に優れるものであることが好ましい。
感光性乳剤の露光作業により硬化した箇所は印刷ペースト７が透過できない部分となる。第１のパターン層３及び第２のパターン層４を構成する感光性乳剤は同一の素材であってもよいし、各々が異なる異種素材であってもよい。２つの層で異種素材を採用する場合には、上述したような、第１のパターン層３に求められるメッシュとの密着性、弾力性及び解像性に優れる性質に特徴を有する素材と、第２のパターン層４に求められる耐溶剤性及び機械的耐久性に優れる性質に特徴を有する素材を組み合わせることで、印刷精度や耐久性に優れたスクリーンマスクを製造可能となる。
なお、第１のパターン層３及び第２のパターン層４を形成する際に、感光性波長の異なる感光性乳剤を利用することが考えられるが、この点は後述する。
第２のパターン層４によりパターン孔７の一部が占められたことで、被印刷物６上の印刷ペースト５のうち、端部５１の厚みよりも、中央部分５２の厚みが小さくなって印刷される。例えば、印刷ペースト５の端部５１が１５〜２０μｍの厚みとなるのに対して、中央部分５２の厚みは３μｍ程まで厚みを薄くすることができる（図１（ａ）参照）。なお、参考までに、従前の第２のパターン層を有しないスクリーンマスク１０では、被印刷物６０上に印刷された印刷ペースト５０は、中央部分の厚みが大きくなっており、印刷ペースト５との形状の違いが明らかである。
ここで、パターン孔７の大きさや形成箇所は限定されるものではなく、被印刷物に描画したい所望のパターンに応じて適宜変更されるものである。例えば、太陽電池のバスバー電極８及びグリッド電極９を印刷して形成する際には、図２に示すようなバスバー電極８及びグリッド電極９の形状に対応したパターン孔７の形状となる。
また、バスバー電極をスクリーン印刷で形成する際には、導電性を確保しうる厚み及び大きさであれば、１つのバスバー電極に対して、第２のパターン層を複数設けることができる。例えば、バスバー電極８１ａの長手方向に略平行なライン状の第２のパターン層８１ｂを設ける形状（図３（ａ）参照）がある。なお、図３（ａ）乃至図３（ｃ）においては、各バスバー電極内の空白部分を第２のパターン層を形成した箇所として示している。更に、複数の第２のパターン層の形状のバリエーションとしては、バスバー電極８２ａの長手方向と略直交するライン状の第２のパターン層８２ｂを設ける形状（図３（ｂ）参照）、及び、バスバー電極８３ａにドット状（島状）の第２のパターン層８３ｂを設ける形状（図３（ｃ）参照）が採用しうる。また、図示しないが、１つのバスバー電極において、ライン状及び島状の第２のパターン層を混合して形成する態様であってもよい。
電極パターンは、スクリーンマスクを用いることで、容易に所望の形状に形成可能である。なお、電極形成時の寸法として、バスバー電極では、線幅１００〜２００μｍ、厚さ１０〜２０μｍ、グリッド電極では線幅４０〜５０μｍ、厚さ１０μｍ程度が一般的な値となっている。
また、必ずしも、上下方向において、第１のパターン層３の厚みが３０μｍ、第２のパターン層の厚みが１８μｍに形成され、第１のパターン層３の下面３ａと、第２のパターン層の下面４ａとの間の距離は１２μｍとなる必要はない。第１のパターン層３及び第２のパターン層４の厚みや、各層の下面の間の距離は、被印刷物や印刷ペーストの種類等に応じて適宜変更可能である。例えば、第１のパターン層３と第２のパターン層４は、数μｍ〜１００μｍ程度の厚みを有するものとして形成しうる。但し、被印刷物上に印刷ペーストを良好に印刷可能、かつ、その印刷厚みを充分に減らして印刷できる点から、第１のパターン層３の下面３ａと、第２のパターン層の下面４ａとの間の距離が１０〜３０μｍの範囲内となることが好ましい。
また、必ずしも、左右方向においてパターン孔７の内周面と第２のパターン層４との隙間の距離は１５μｍとなる必要はなく、スクリーンメッシュ２上の印刷ペーストがスキージで押し出される際に、被印刷物６側への印刷ペーストがパターン孔７を通過可能に構成されていれば充分である。
また、必ずしも、平面視した際の、第２のパターン層４の面積が、パターン孔７で囲まれた領域の面積の４０％の大きさとなる必要はない。但し、被印刷物上に印刷ペーストを良好に印刷可能、かつ、その印刷厚みを充分に減らして印刷できる点から、第２のパターン層４の面積が、パターン孔７で囲まれた領域の面積の１０〜５０％の範囲内となることが好ましい。
続いて、本発明を適用したスクリーンマスクの製造方法について、図面を参照しながら、その内容を説明する。
なお、本発明を適用したスクリーンマスクの製造方法は以下に記載する内容に限定されるものではなく、適宜変更しうるものである。
［第１の実施の形態］
第１の実施の形態では、感光波長が異なる２種類の感光性乳剤を用いて、スクリーンメッシュ２上に、各パターン層を設ける方法となっている。第１の乳剤は、波長３７５ｎｍの光の照射により硬化する乳剤であり、第２の乳剤は、波長４０５ｎｍの光の照射により硬化する乳剤である。各乳剤の組成を以下に示す。なお、組成における数値は、全量基準の重量比率（％）である。
（第１の乳剤）
水：６０〜７０％、光重合性樹脂（KAYARADシリーズ、日本化薬（株）社製）：２０〜３０％、ＰＶＡ（クラレポバール、クラレ（株）社製）：１０％未満、ジアゾ（ジアゾ化合物、レスペケミカル（株）社製）：５％未満、光開始剤（IRGACURE（登録商標）シリーズ、ＢＡＳＦ社製、波長３７５ｎｍ付近に感光波長をもつ材料）：５％未満
（第２の乳剤）
水：６０〜７０％、光重合性樹脂（KAYARADシリーズ、日本化薬（株）社製）：２０〜３０％、ＰＶＡ（クラレポバール、クラレ（株）社製）：１０％未満、ジアゾ（ジアゾ化合物、レスペケミカル（株）社製）：５％未満、光開始剤（IRGACURE（登録商標）シリーズ、ＢＡＳＦ社製、波長４０５ｎｍ付近に感光波長をもつ材料）：５％未満
（１．ストレッチ作業）
まず、スクリーンマスク１の枠となるフレームを洗浄して、スクリーンメッシュ２の取り付けを行う。スクリーンメッシュ２はスクリーンマスク１のユーザーの指定及び素材の種類に応じた指定値の張力で引っ張り、テンションをかけながら、フレーム２に接着剤で固定する。
（２．コート作業）
スクリーンメッシュ２の被印刷物と対向する側の面に、第１のパターン層３の一部及び第２のパターン層４となる第１の乳剤層１１をコート作業にて形成する（図４（ａ）参照）。コート作業は、シート状の感光性乳剤の貼り付け、又は、感光性乳剤の塗布による方法が採用しうる。例えば、シート状の感光性乳剤の貼付けであれば、垂直にしたスクリーンメッシュ２に液状の感光性乳剤を塗って、スクリーンメッシュ２の下方から第１の乳剤のフィルムシートを貼り付けて第１の乳剤層１１とする。
また、第１の乳剤層１１の被印刷物と対向する側の面に、第１のパターン層３の一部となる第２の乳剤層１２をコート作業にて形成する（図４（ａ）参照）。コート作業は上述した第１の乳剤層１１と同様に行う。ここまでで、スクリーンメッシュ２に第１の乳剤層１１と第２の乳剤層１２が積層して形成される。
なお、コート作業は、上述したようにスクリーンメッシュ２に対して液状の感光性乳剤を平板状に塗布するコート作業であってもよい。この場合、感光性乳剤の塗布と乾燥を繰り返し行い、所望の乳剤膜厚になるまで作業を行う。また、塗布作業は、塗布用の機械による自動作業や、人の手を介した塗布であってもよい。
（３．露光作業）
続いて、上記のコート作業で形成した第１の乳剤層１１及び第２の乳剤層１２に対してマスクレス露光機１３（図７参照）を用いてパターン形成を行う。マスクレス露光機１３は、３７５ｎｍ及び４０５ｎｍの２波長のレーザー光を照射可能なＬＥＤユニット１３ａを有し、各波長のレーザー光を単独又は複合で照射可能となっている。
また、マスクレス露光機１３の照射部１３ｂは、約８０万画素のデジタルミラーデバイス素子が内蔵され、スクリーンマスクの感光性乳剤層に対して、フォトマスクを用いることなく、ＣＡＤデータに基づいて直接、所望のパターンを投描可能となっている。デジタルミラーデバイス素子は、１つのマイクロミラーが表示素子の１画素に相当し、１つずつのマイクロミラーは鏡面を所定角度傾斜可能に構成され、この傾斜角度を変えることで、感光性乳剤層の所望の位置にレーザー照射を行うことが可能である。
また、照射部１３ｂは図７中に示す符号Ｙで示す矢印の方向に駆動可能に構成され、また、マスクレス露光機１３のスクリーンマスクが設置される基台１３ｃは、図７中の符号Ｘで示す矢印の方向に駆動可能に構成されている。照射部１３ｂと基台１３ｃがそれぞれ駆動することで、スクリーンマスクと照射部１３が対向する位置を変更可能となっている。即ち、照射部１３ｂと基台１３ｃの移動により、スクリーンマスクに対する照射部１３の位置が決まり、同位置において、デジタルミラーデバイス素子を構成するマイクロミラーの傾斜角度が変わり、レーザー光の照射位置を厳密に制御することができる。
ここで、必ずしも、照射部１３ｂが図７中に符号Ｙで示す矢印の方向に駆動し、また、基台１３ｃが図７中の符号Ｘで示す矢印の方向に駆動するように構成される必要はなく、スクリーンマスクと照射部１３が対向する位置を変更可能に構成されていれば充分である。例えば、基台１３ｃが符号Ｘ及び符号Ｙの両方の矢印の方向に駆動する構成や、照射部１３ｂが両方甲に駆動する構成であってもよい。また、照射部１３ｂが符号Ｘで示す矢印の方向に駆動し、また、基台１３ｃが符号Ｙで示す矢印の方向に駆動する構成も採用しうる。
例えば、レーザー光を単独で照射する場合には、まず第１の乳剤層１１の感光波長である３７５ｎｍのレーザー光１１ａを第１の乳剤層１１及び第２の乳剤層１２に照射する（図４（ｂ）参照）。レーザー光１１ａに対して、第２の乳剤層１２は感光性を示さず、第１の乳剤層１１のみに、第１の乳剤が硬化した硬化領域１１ｂと未硬化領域１１ｃが形成される。なお、図４（ｂ）において、未硬化領域１１ｃは、真ん中の硬化領域１１ｂと、両側に位置する硬化領域１１ｂとの間に形成されている。
続いて、第２の乳剤層１２の感光波長である４０５ｎｍのレーザー光１２ａを第１の乳剤層１１及び第２の乳剤層１２に照射する（図４（ｃ）参照）。レーザー光１２ａに対して、第１の乳剤層１１は感光性を示さず、第２の乳剤層１２のみに、第２の乳剤が硬化した硬化領域１２ｂと未硬化領域１２ｃが形成される。このように、感光性波長の違いを利用して、積層した複数の層ごとに露光作業を行うことができる。
（４．現像作業）
露光作業の後に、未硬化領域１１ｃ及び未硬化領域１２ｃを水で洗浄して洗い流すと同部分に貫通孔が形成され、パターン孔７となる。また、硬化領域１１ｂ及び硬化領域１２ｂは、そのまま第１のパターン層３と、第２のパターン層４を構成する部分となる（図４（ｄ）参照）。即ち、第１のパターン層３は第１の乳剤層及び第２の乳剤層から形成され、第２のパターン層４は、第１の乳剤層から形成される。
洗浄作業を経て未硬化領域が除去されこれを乾燥させると第１のパターン層３及び第２のパターン層４となる。即ち、洗浄作業を経て乾燥させるとスクリーンマスク１が完成するものとなる。
以上で説明した第１の実施の形態では、マスクレス露光機１３に対して、スクリーンマスク１となる基材を一度設定すれば、マスクレス露光機１３から基材を取り外すことなく、スクリーンマスク１を製造することができるため、効率のよい方法となっている。また、露光機への再度の位置合わせを要さず、パターン形成の精度を向上させることができる。
［第２の実施の形態］
第２の実施の形態では、第１の実施の形態と異なり、感光波長が異なる２種類の感光性乳剤を用いずに１種類の感光性乳剤を用いて感光性乳剤の層を形成してもよい。また、露光作業は、上述したマスクレス露光機１３を用いてもよく、感光性乳剤の層を所望の硬化領域と未硬化領域にわけるためのフォトマスクを利用してもよい。以下、第２の実施の形態の流れについて説明する。なお、以下では第１の実施の形態と重複する部分についての詳細な記載は省略する。
（１．コート作業（１回目））
スクリーンメッシュ２の被印刷物と対向する側の面に、第１のパターン層３の一部及び第２のパターン層４となる第１の乳剤層１４をコート作業にて形成する（図５（ａ）参照）。コート作業は、上述したように、シート状の感光性乳剤の貼り付け、又は、感光性乳剤の塗布による方法が採用しうる。
（２．露光作業（１回目））
上記のコート作業で形成した第１の乳剤層１４に対してマスクレス露光機１３を用いてパターン形成を行う。第１の乳剤層１４に対して、感光性乳剤の感光波長のレーザー光１４ａを照射し、第１の乳剤層１４に、レーザー光の照射で硬化した硬化領域１４ｂと未硬化領域１４ｃが形成される（図４（ｂ）参照）。なお、ここでは、マスクレス露光機１３を用いた露光作業を示したが、この代わりに、硬化領域１４ｂ及び未硬化領域１４ｃに対応したパターンが形成されたフォトマスクを重ねた上で、レーザー光１４ａを照射する工程であってもよい。後述する２回目のコート作業も同様である。また、フォトマスクの製造については、既知の方法を利用して製造が可能である。
（３．コート作業（２回目））
第１の乳剤が硬化した硬化領域１４ｂと未硬化領域１４ｃの被印刷物と対向する側の面に、第１のパターン層３の一部となる第２の乳剤層１５をコート作業にて形成する（図５（ｃ）参照）。コート作業は、上述したように、シート状の感光性乳剤の貼り付け、又は、感光性乳剤の塗布による方法が採用しうる。また、第２の乳剤層１５は、第１の乳剤層１４を構成する感光性乳剤と同一の種類の感光性乳剤でもよいし、これとは感光性波長が異なる感光性乳剤が採用されてもよい。
（４．露光作業（２回目））
上記のコート作業で形成した第１の乳剤層１４及び第２の乳剤層１５に対してマスクレス露光機１３を用いてパターン形成を行う。第１の乳剤層１４及び第２の乳剤層１５に対して、感光性乳剤の感光波長のレーザー光１５ａを照射し、第１の乳剤層１４及び第２の乳剤層１５に、レーザー光の照射で硬化した硬化領域１５ｂと未硬化領域１５ｃが形成される（図５（ｄ）参照）。即ち、本工程の露光作業において、第１の乳剤層１４と第２の乳剤層１５に亘って上下方向に一体化した硬化領域１５ｂが形成される。
（５．現像作業）
露光作業の後に、未硬化領域１４ｃ及び未硬化領域１５ｃを水で洗浄して洗い流すと同部分に貫通孔が形成され、パターン孔７となる。また、硬化領域１４ｂ及び硬化領域１５ｂは、そのまま第１のパターン層３と、第２のパターン層４を構成する部分となる（図５（ｅ）参照）。即ち、第１のパターン層３は第１の乳剤層及び第２の乳剤層から形成され、第２のパターン層４は、第１の乳剤層から形成される。洗浄作業後の乾燥工程を経て、スクリーンマスク１が完成する。
以上で説明した第２の実施の形態では、感光性乳剤の塗布と露光を２回ずつ繰り返して行いスクリーンマスク１を製造する方法となっている。本方法であれば、１種類の感光性乳剤のみでスクリーンマスクを形成可能である。
［第３の実施の形態］
第３の実施の形態では、第２の実施の形態と同様に、感光波長が異なる２種類の感光性乳剤を用いずに１種類の感光性乳剤を用いて感光性乳剤の層を形成してもよい。また、露光作業は、上述したマスクレス露光機１３を用いてもよく、感光性乳剤の層を所望の硬化領域と未硬化領域にわけるためのフォトマスクを利用してもよい。また、第２の実施の形態とは、幾つかの工程の順序が異なっている。以下、第３の実施の形態の流れについて説明する。なお、以下では第１の実施の形態及び第２の実施の形態と重複する部分についての詳細な記載は省略する。
（１．コート作業（１回目））
スクリーンメッシュ２の被印刷物と対向する側の面に、第２のパターン層４となる第１の乳剤層１６をコート作業にて形成する（図６（ａ）参照）。コート作業は、上述したように、シート状の感光性乳剤の貼り付け、又は、感光性乳剤の塗布による方法が採用しうる。
（２．露光作業（１回目））
上記のコート作業で形成した第１の乳剤層１６に対してマスクレス露光機１３を用いてパターン形成を行う。第１の乳剤層１６に対して、感光性乳剤の感光波長のレーザー光１６ａを照射し、第１の乳剤層１６に、レーザー光の照射で硬化した硬化領域１６ｂと未硬化領域１６ｃが形成される（図６（ｂ）参照）。なお、ここでは、マスクレス露光機１３を用いた露光作業を示したが、この代わりに、硬化領域１６ｂ及び未硬化領域１６ｃに対応したパターンが形成されたフォトマスクを重ねた上で、レーザー光１６ａを照射する工程であってもよい。後述する２回目のコート作業も同様である。また、フォトマスクの製造については、既知の方法を利用して製造が可能である。
（３．現像作業（１回目））
１回目の露光作業の後に、未硬化領域１６ｃを水で洗浄して洗い流すと、スクリーンメッシュ２に第２のパターン層４となる硬化領域１６ｂが残るものとなる（図６（ｃ）参照）。
（３．コート作業（２回目））
スクリーンメッシュ２に形成された第２のパターン層４となる硬化領域１６ｂの側方及び被印刷物と対向する側の面に、第１のパターン層３となる第２の乳剤層１７をコート作業にて形成する（図６（ｄ）参照）。コート作業は、上述したように、シート状の感光性乳剤の貼り付け、又は、感光性乳剤の塗布による方法が採用しうる。また、第２の乳剤層１７は、第１の乳剤層１６を構成する感光性乳剤と同一の種類の感光性乳剤でもよいし、これとは感光性波長が異なる感光性乳剤が採用されてもよい。
（４．露光作業（２回目））
上記のコート作業で形成した第２の乳剤層１７に対してマスクレス露光機１３を用いてパターン形成を行う。第２の乳剤層１７に対して、感光性乳剤の感光波長のレーザー光１７ａを照射し、第２の乳剤層１７に、レーザー光の照射で硬化した硬化領域１７ｂと未硬化領域１７ｃが形成される（図６（ｅ）参照）。
（５．現像作業（２回目））
２回目の露光作業の後に、未硬化領域１７ｃを水で洗浄して洗い流すと同部分に貫通孔が形成され、パターン孔７となる。また、硬化領域１７ｂは、そのまま第１のパターン層３を構成する部分となる（図７（ｆ）参照）。また、硬化領域１６ｂはその周囲が除去され、第２のパターン層４となる。この後、洗浄作業後の乾燥工程を経て、スクリーンマスク１が完成する。
以上で説明した第３の実施の形態では、感光性乳剤の塗布と露光と現像を２回ずつ繰り返して行いスクリーンマスク１を製造する方法となっている。本方法によっても、１種類の感光性乳剤のみでスクリーンマスクを形成可能である。
以上のように、本発明に係るスクリーンマスクは、簡易な構造でありながら、印刷ペーストの印刷厚みを低減可能なものとなっている。
また、本発明に係るスクリーンマスクの製造方法は、簡易な構造でありながら、印刷ペーストの印刷厚みを低減可能なスクリーンマスクの製造方法となっている。
１ スクリーンマスク
２ スクリーンメッシュ
３ 第１のパターン層
３ａ （第１のパターン層の）下面
４ 第２のパターン層
４ａ （第２のパターン層の）下面
５ 印刷ペースト
６ 被印刷物
７ パターン孔
８ バスバー電極
８１ａ バスバー電極
８１ｂ 抜き部
８２ａ バスバー電極
８２ｂ 抜き部
８３ａ バスバー電極
８３ｂ 抜き部
９ グリッド電極
１１ 第１の乳剤層
１１ａ レーザー光
１１ｂ 硬化領域
１１ｃ 未硬化領域
１２ 第２の乳剤層
１２ａ レーザー光
１２ｂ 硬化領域
１２ｃ 未硬化領域
１４ 第１の乳剤層
１４ａ レーザー光
１４ｂ 硬化領域
１４ｃ 未硬化領域
１５ 第２の乳剤層
１５ａ レーザー光
１５ｂ 硬化領域
１５ｃ 未硬化領域
１６ 第１の乳剤層
１６ａ レーザー光
１６ｂ 硬化領域
１６ｃ 未硬化領域
１７ 第２の乳剤層
１７ａ レーザー光
１７ｂ 硬化領域
１７ｃ 未硬化領域
１３ マスクレス露光機
１３ａ （マスクレス露光機の）ＬＥＤユニット
１３ｂ （マスクレス露光機の）照射部
１３ｃ （マスクレス露光機の）基台
１０ スクリーンマスク
２０ スクリーンメッシュ
３０ 第１のパターン層
７０ パターン孔

Claims (10)

  1. シリコン太陽電池の太陽電池セルの表面に設けられるバスバー電極及びグリッド電極を形成するためのスクリーンマスクであって、
    枠体と、
    該枠体内に張設されたスクリーンメッシュと、
    該スクリーンメッシュに設けられ、被印刷物に転写する印刷パターン孔が形成された第１のパターン層と、
    前記スクリーンメッシュに設けられ、前記印刷パターン孔の少なくとも一部の内周面の内側かつ同内周面から所定の距離離れて形成されると共に、前記被印刷物と対向する面の突出量が、前記第１のパターン層の同被印刷物と対向する面の突出量よりも小さく形成された第２のパターン層とを備え、
    前記印刷パターン孔は、前記バスバー電極及び前記グリッド電極に対応しており、
    前記印刷パターン孔のうち、前記バスバー電極に対応する印刷パターン孔の少なくとも一部に、その形状が、ライン状、島状及びライン状と島状の混合のうち少なくとも１つである前記第２のパターン層が複数形成され、
    前記第１のパターン層の前記被印刷物と対向する面の突出量と、前記第２のパターン層の同被印刷物と対向する面の突出量との差が１０〜３０μｍの範囲内である
    スクリーンマスク。
  2. 前記第２のパターン層は、その形状が、ライン状の形状であり、前記バスバー電極の長手方向と略平行な向きに形成された、または、同バスバー電極の長手方向と略直交する向きに形成された
    請求項１に記載のスクリーンマスク。
  3. 平面視した前記印刷パターン孔の内側の領域の面積に対して、平面視した前記第２のパターン層の面積が１０〜５０％の範囲内である
    請求項１または請求項２に記載のスクリーンマスク。
  4. 平面視した前記第２のパターン層の形状がライン状であり、その線幅が３０〜１５０μｍの範囲内である
    請求項１、請求項２又は請求項３に記載のスクリーンマスク。
  5. シリコン太陽電池の太陽電池セルの表面に設けられるバスバー電極及びグリッド電極を形成するためのスクリーンマスクの製造方法であって、
    枠体内にスクリーンメッシュを張設して、該スクリーンメッシュに被印刷物に転写する印刷パターン孔が形成された第１のパターン層を設けるスクリーンマスクの製造方法であって、
    前記スクリーンメッシュに、第１の感光性乳剤から成る第１乳剤層を設ける第１工程と、
    前記第１乳剤層の被印刷物と対向する面に、前記第１の感光性乳剤とは感光波長が異なる第２の感光性乳剤から成る第２乳剤層を設ける第２工程と、
    前記第１乳剤層及び前記第２乳剤層に、前記第１の感光性乳剤の感光波長を有する光を照射して、前記印刷パターン孔となる未硬化領域と、同印刷パターン孔の少なくとも一部の内周面の内側かつ同内周面から所定の距離離れた第２のパターン層となる硬化領域を有する第１の層を形成する第３工程と、
    前記第１乳剤層及び前記第２乳剤層に、前記第２の感光性乳剤の感光波長を有する光を照射して、同第２乳剤層に前記印刷パターン孔となる未硬化領域を有する第２の層を形成する第４工程と、
    前記第１の層及び前記第２の層を洗浄して未硬化領域を洗い流すことにより、前記第１のパターン層及び前記第２のパターン層を形成する第５工程とを備え、
    前記印刷パターン孔は、前記バスバー電極及び前記グリッド電極に対応しており、
    前記印刷パターン孔のうち、前記バスバー電極に対応する印刷パターン孔の少なくとも一部に、その形状が、ライン状、島状及びライン状と島状の混合のうち少なくとも１つである前記第２のパターン層が複数形成され、
    前記第１のパターン層の前記被印刷物と対向する面の突出量と、前記第２のパターン層の同被印刷物と対向する面の突出量との差が１０〜３０μｍの範囲内である
    スクリーンマスクの製造方法。
  6. シリコン太陽電池の太陽電池セルの表面に設けられるバスバー電極及びグリッド電極を形成するためのスクリーンマスクの製造方法であって、
    枠体内にスクリーンメッシュを張設して、該スクリーンメッシュに被印刷物に転写する印刷パターン孔が形成された第１のパターン層を設けるスクリーンマスクの製造方法であって、
    前記スクリーンメッシュに、感光性乳剤から成る第１乳剤層を設けると共に、光を照射して、前記印刷パターン孔の少なくとも一部の内周面の内側かつ同内周面から所定の距離離れた第２のパターン層となる硬化領域を有する第１の層を形成する第１工程と、
    前記第１の層の被印刷物と対向する面に、感光性乳剤から成る第２乳剤層を設けると共に、前記第１の層及び前記第２乳剤層に、光を照射して、同第１の層及び同第２乳剤層に前記第１のパターン層となる硬化領域を有する第２の層を形成する第２工程と、
    前記第２の層を洗浄して未硬化領域を洗い流すことにより、前記第１のパターン層及び前記第２のパターン層を形成する第３工程とを備え、
    前記印刷パターン孔は、前記バスバー電極及び前記グリッド電極に対応しており、
    前記印刷パターン孔のうち、前記バスバー電極に対応する印刷パターン孔の少なくとも一部に、その形状が、ライン状、島状及びライン状と島状の混合のうち少なくとも１つである前記第２のパターン層が複数形成され、
    前記第１のパターン層の前記被印刷物と対向する面の突出量と、前記第２のパターン層の同被印刷物と対向する面の突出量との差が１０〜３０μｍの範囲内である
    スクリーンマスクの製造方法。
  7. シリコン太陽電池の太陽電池セルの表面に設けられるバスバー電極及びグリッド電極を形成するためのスクリーンマスクの製造方法であって、
    枠体内にスクリーンメッシュを張設して、該スクリーンメッシュに被印刷物に転写する印刷パターン孔が形成された第１のパターン層を設けるスクリーンマスクの製造方法であって、
    前記スクリーンメッシュに、感光性乳剤から成る第１乳剤層を設けると共に、光を照射して、前記印刷パターン孔の少なくとも一部の内周面の内側かつ同内周面から所定の距離離れた第２のパターン層となる硬化領域を有する第１の層を形成する第１工程と、
    前記第１の層を洗浄して未硬化領域を洗い流すことにより、前記第２のパターン層を形成する第２工程と、
    前記第２のパターン層の外側及び同第２のパターン層の被印刷物と対向する面に、感光性乳剤から成る第２乳剤層を設けると共に、光を照射して、前記第２乳剤層に前記第１のパターン層となる硬化領域を有する第２の層を形成する第３工程と、
    前記第２の層を洗浄して未硬化領域を洗い流すことにより、前記第１のパターン層を形成する第４工程とを備え、
    前記印刷パターン孔は、前記バスバー電極及び前記グリッド電極に対応しており、
    前記印刷パターン孔のうち、前記バスバー電極に対応する印刷パターン孔の少なくとも一部に、その形状が、ライン状、島状及びライン状と島状の混合のうち少なくとも１つである前記第２のパターン層が複数形成され、
    前記第１のパターン層の前記被印刷物と対向する面の突出量と、前記第２のパターン層の同被印刷物と対向する面の突出量との差が１０〜３０μｍの範囲内である
    スクリーンマスクの製造方法。
  8. 光の照射は、少なくとも２つの波長を有するレーザー光を、デジタルミラーデバイス素子を介して単独又は複合で照射可能なマスクレス露光機で行う
    請求項５、請求項６又は請求項７に記載のスクリーンマスクの製造方法。
  9. シリコン太陽電池の太陽電池セルの表面に設けられるバスバー電極及びグリッド電極を形成するためのスクリーンマスクの製造方法であって、
    枠体内にスクリーンメッシュを張設して、該スクリーンメッシュに被印刷物に転写する印刷パターン孔が形成された第１のパターン層を設けるスクリーンマスクの製造方法であって、
    前記スクリーンメッシュに、前記印刷パターン孔の少なくとも一部の内周面の内側かつ同内周面から所定の距離離れた位置に、前記被印刷物と対向する面の突出量が、前記第１のパターン層の同被印刷物と対向する面の突出量よりも小さな第２のパターン層を形成する工程を備え、
    前記印刷パターン孔は、前記バスバー電極及び前記グリッド電極に対応しており、
    前記印刷パターン孔のうち、前記バスバー電極に対応する印刷パターン孔の少なくとも一部に、その形状が、ライン状、島状及びライン状と島状の混合のうち少なくとも１つである前記第２のパターン層が複数形成され、
    前記第１のパターン層の前記被印刷物と対向する面の突出量と、前記第２のパターン層の同被印刷物と対向する面の突出量との差が１０〜３０μｍの範囲内である
    スクリーンマスクの製造方法。
  10. 前記第２のパターン層は、その形状が、ライン状の形状であり、前記バスバー電極の長手方向と略平行な向きに形成された、または、同バスバー電極の長手方向と略直交する向きに形成された
    請求項５、請求項６、請求項７、請求項８又は請求項９に記載のスクリーンマスクの製造方法。
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