JPH05338112A - 印刷用マスク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 本体部及び開孔部２よりなる印刷用マスク１
の該開孔部２が仕切部３によって分割されてなり、被印
刷物当接面側の該仕切部３の少なくとも一部の厚みが該
本体部の厚みに比べて薄いことを特徴とする印刷用マス
ク１。 【効果】 本発明の印刷用マスク１を使用すると、該印
刷用マスクの開孔部２が大きい場合であっても、該開孔
部にスキージの先端部がたわんで入り込むことを防止し
うるために、ペーストが掻き取られることなく印刷する
ことができる。また、本発明の印刷用マスクは、その仕
切部３の存在により、印刷用マスクの耐久性が向上しう
るだけでなく、従来強度の問題から実用不可能であった
印刷パターンを種々採用することができる。特に高密度
な回路基板に設けられた貫通孔あるいは電気的に接続さ
れたスルーホールに硬化性ペーストを印刷によって充填
する場合、本発明の印刷用マスクを用いると、容易に充
填することが可能となり、また、ペーストが硬化した後
に従来生じていたへこみの発生も防止しうる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子回路基板の製造等
に用いる印刷用マスクに関する。詳しくは、電子回路基
板にペースト等を印刷する際、印刷用マスクの開孔部が
大きい場合であっても、スキージによって開孔部内のペ
ーストが掻き取られることがないように、開孔部が特定
の厚みを有する仕切部によって分割されてなることを特
徴とする印刷用マスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の印刷用マスクは、均一な厚さの板
あるいはフィルムに、回路パターンに対応した開孔部を
設けることによって製造され、本体部及び開孔部よりな
るのが一般的である。従って、開孔部の内壁の厚さは板
あるいはフィルムの厚さに等しい。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の印刷用マスクの
場合、印刷用マスクの開孔部が大きくなると、通常ゴム
からなるスキージの先端部がたわんで該開孔部に入り込
んでしまう。このことにより、該開孔部内のペーストが
掻き取られてしまい、印刷により得られたペーストの膜
厚が、部分的に小さくなり、不均一になってしまうとい
う問題があった。従って、これまでの印刷用マスクの開
孔部の大きさ及び形状は制限されていた。また特に、電
子回路基板に設けられた貫通孔あるいは電気的に接続さ
れたスルーホールに硬化性ペーストを印刷用マスクを使
用する印刷によって充填する場合、印刷用マスクの開孔
部が大きい程、該貫通孔あるいは該スルーホールへの充
填が容易となり、充填量も均一となる。しかしながら、
電子回路基板において、複数の該貫通孔あるいは該スル
ーホールが近接した所では、これに対応した印刷用マス
クの開孔部は近接若しくは連結している。その開孔部が
近接している場合、開孔部の間の距離が短い程、複数の
開孔部に挟まれた部分の幅が小さくなり、その挟まれた
部分の強度が低下してしまう。一方、前記の開孔部が連
結した場合には、印刷用マスクの開孔部が大きくなるた
め、上記で述べたようなスキージによるペーストの掻き
取りが起こってしまう。従って、上記の様な従来の印刷
用マスクを用いると、高密度の電子回路基板、換言する
と貫通孔あるいは電気的に接続されたスルーホールが近
接した電子回路基板へペーストを均一な厚みで印刷する
ことは困難であるという問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記の問
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、開孔部が、特定
の厚みを有する仕切部によって分割されてなる印刷用マ
スクを使用することによって、スキージの先端部が該開
孔部に入り込むのを防止しうることを見い出し、本発明
を完成し、ここに提案するに至った。

【０００５】即ち、本発明は、本体部及び開孔部よりな
る印刷用マスクの該開孔部が仕切部によって分割されて
なり、被印刷物当接面側の該仕切部の少なくとも一部の
厚みが該本体部の厚みに比べて薄いことを特徴とする印
刷用マスクである。

【０００６】本発明の印刷用マスクの特徴は、その開孔
部が、特定の厚みを有する仕切部によって分割されてい
る点にある。

【０００７】本発明の印刷用マスクにおいて、開孔部を
分割する仕切部の方向は特に限定されないが、スキージ
の進行方向に対して実質的に平行方向であることが、印
刷時にスキージの先端がマスクの開孔部に入り込んでペ
ーストを掻き取るのを効果的に防ぐことができるために
好ましい。該仕切部の材質は、特に限定されず、通常印
刷用マスクの本体部と同じ材質とされる。また、該仕切
部は、印刷用マスクの本体部に後付けすることによって
形成してもよいが、エッチング法、電鋳法、鋳込法、研
削による方法等を採用することにより、本発明の印刷用
マスクの本体部と仕切部とを一体形成することが、該印
刷用マスクの耐久性が向上するために好ましい。

【０００８】本発明において、上記の仕切部の厚さにつ
いては、被印刷物当接面側の該仕切部の少なくとも一部
の厚みが、印刷用マスクの本体部の厚みに比べて薄い。
このことにより、仕切部と被印刷物との間にギャップが
生じ、印刷時にそのギャップを通じてペーストが回り込
みうる。そして、この仕切部の厚みは、好ましくは、本
体部の厚みの７０％以下であり、より好ましくは５０％
以下である。印刷用マスクの本体部の厚みは特に限定さ
れないが、通常１０μｍ〜１ｃｍ程度である。前記の仕
切部の厚みは、通常、印刷用マスクの厚み、ペーストの
粘性等を勘案して決定される。一方、仕切部の厚みが、
被印刷物当接面側において、本体部の厚みと同じである
と、ペーストの回り込み性が全くないために好ましくな
い。該仕切部の厚さが薄いほどペーストの回り込み性が
良くなるが、逆に該仕切部の耐久性が低くなるために、
仕切部の材質や印刷圧等を考慮して該仕切部の厚さを決
めるのが普通である。

【０００９】そして、上記の仕切部は、印刷面側（スキ
ージが適用される側）においては、仕切部と本体部とが
同一平面を形成するような位置に設けることが好まし
い。こうすると、スキージの進行が滑らかになるために
好ましい。

【００１０】前記の仕切部の長さ、幅及び間隔は特に限
定されず、該仕切部の厚みと同様にペーストの回り込み
性、印刷用マスク、特にその仕切部の耐久性、スキージ
の材質及び硬度等を考慮して決めるのが普通である。

【００１１】本発明において、印刷用マスク、特にその
仕切部に強度を持たせるために、印刷用マスクの開孔部
に、スキージの進行方向と垂直方向に仕切部を設けても
よい。また、スキージの印刷圧によって前記の仕切部が
湾曲し、該仕切部と被印刷物とのギャップが小さくなら
ないように、仕切部の所々に足となる支えを設けてもよ
い。特に例を挙げて言うならば、回路基板に設けられた
数多くの貫通孔あるいはスルーホールに硬化性ペースト
を印刷によって充填する場合、貫通孔あるいはスルーホ
ールに対応したマスクの開孔部が印刷面と平行な断面が
円形でかつ印刷面と垂直な断面が凸形である印刷用マス
ク（以下「異径孔を有する印刷用マスク」と言う。）が
有効なものとして挙げられる。

【００１２】ここで、異径孔を有する印刷用マスクにつ
いて以下に詳しく述べる。

【００１３】回路基板が高密度になるほど貫通孔あるい
はスルーホールが互いに近接するため、これらに対応す
る印刷用マスクの開孔部の径も制限を受けて小さくな
る。しかしながら、印刷用マスクの開孔部の径が小さく
なるほど、言い替えれば印刷用マスクの開孔部のアスペ
クト比（孔の深さ／孔の径）が大きくなるほど、該貫通
孔あるいは該スルーホールへのペーストの充填が難しく
なり、またペーストの充填量も少なくなるために、ペー
ストが硬化した後にへこみが生じてしまうという現象が
おこる。このへこみは、その後の工程において電気的接
続不良等の原因となる。

【００１４】一方、前記の貫通孔あるいはスルーホール
に対応した印刷用マスクの開孔部の径を大きくして、該
開孔部を連結した場合、スキージの先端部がたわんで該
開孔部に入り込みペーストの掻き取りを起こすため、こ
の場合もペーストが硬化した後にへこみが生じてしま
う。

【００１５】そこで、該連結した開孔部が仕切部によっ
て分割され、その仕切部の少なくとも一部の厚みが、被
印刷物当接面側において、本体部に比べて薄い印刷用マ
スクを使用した場合、ペーストの充填量が多くなり且つ
ペーストの掻き取りも起こらなくなりうる。結果とし
て、このマスクは、数多くの開孔部が近接し且つ異径孔
である印刷用マスク、即ち異径孔を有する印刷用マスク
となる。この異径孔を有する印刷用マスクは、被印刷物
当接面側の孔の径が、その裏側の印刷面側（スキージが
適用される側）の孔に比べて大きくなるように、両面か
ら金属板等をエッチングすることによって容易につくる
ことができる。例えば更に、貫通孔またはスルーホール
が正方配置の場合、印刷用マスクの被印刷物当接面側の
孔の径を、隣接する印刷用マスクの孔の互いの中心間の
距離（ピッチ）の√２倍の長さよりも小さくした場合、
必ず支えとなる足ができる。この支えとなる足がある
と、仕切部が湾曲することなく、安定した印刷が可能と
なる。

【００１６】本発明において、印刷用マスクの材質は、
特に限定されない。例えば、ステンレス、ニッケル等の
金属、該金属にメッキや樹脂コートを施したもの、アク
リル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレン樹脂等の樹脂、
紙、木材等が挙げられる。印刷用マスクの成形方法は、
公知の成形方法を限定なく採用しうる。例えば、エッチ
ング法、電鋳法、パンチング法等が挙げられる。

【００１７】本発明において、被印刷物は特に限定され
るものではない。被印刷物が特に回路基板である場合
は、その回路基板として一般に絶縁基板が用いられる。
この絶縁基板は、公知の材質、構造を有するものが限定
無く使用される。その絶縁基板の代表的な種類を例示す
れば、紙基材−フェノール樹脂積層基板、紙基材−エポ
キシ樹脂積層基板、紙基材−ポリエステル樹脂積層基
板、ガラス基材−エポキシ樹脂積層基板、紙基材−テフ
ロン樹脂積層基板、ガラス基材−ポリイミド樹脂積層基
板、ガラス基材−ＢＴ（ビスマレイミド−トリアジン）
レジン樹脂積層基板、コンポジット樹脂基板等の合成樹
脂基板や、ポリイミド樹脂、ポリエステル樹脂等のフレ
キシブル基板や、アルミニウム、鉄、ステンレス等の金
属をエポキシ樹脂等で覆って絶縁処理した金属系絶縁基
板、あるいはセラミックス基板等が挙げられる。

【００１８】本発明の印刷用マスクに対して使用される
スキージは、通常の印刷に用いられるような公知のもの
を限定なく使用することができ、その形状や材質は特に
限定されない。例えば、形状としては角形、平形、剣
形、丸形、茄子形、波形、あるいは平形に突起部がつい
たような特殊形状、印刷用マスク上を回転させて使用す
る円筒形等が挙げられる。また、材質としてはウレタン
ゴム、ニトリルゴム、シリコンゴム、天然ゴム等のゴム
状弾性体、スポンジ状弾性体、あるいは金属や樹脂から
なる非弾性体等が挙げられる。スキージ硬度は、通常の
硬度、５０゜〜９０゜（ＪＩＳ−Ｋ−６３０１，Ｆ硬度
計）の硬度が好ましい。

【００１９】

【発明の効果】本発明の印刷用マスクを使用すると、該
印刷用マスクの開孔部が大きい場合であっても、該開孔
部にスキージの先端部がたわんで入り込むことを防止し
うるために、ペーストが掻き取られることなく印刷する
ことができる。また、本発明の印刷用マスクは、その仕
切部の存在により、印刷用マスクの耐久性が向上しうる
だけでなく、従来強度の問題から実用不可能であった印
刷パターンを種々採用することができる。

【００２０】特に高密度な回路基板に設けられた貫通孔
あるいは電気的に接続されたスルーホールに硬化性ペー
ストを印刷によって充填する場合、本発明の印刷用マス
クを用いると、容易に充填することが可能となり、ま
た、ペーストが硬化した後に従来生じていたへこみの発
生も防止しうる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明を具体的に説明するために実施
例を示すが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。

【００２２】実施例１ 図１-(ａ)に示す様なパターンの印刷用マスクを形成
し、印刷を試みた。

【００２３】印刷用マスク１は以下のようにして作製し
た。材料として、300mm×300mmに切り出した厚さ0.20mm
のステンレス板を用いた。両面に感光性エッチングレジ
ストを塗布し、図１-(ｂ)に示すパターンの露光用フィ
ルムマスク４を印刷用マスクの印刷面側に、図１-(ｃ)
に示すパターンの露光用フィルムマスク４を印刷用マス
クの被印刷物当接面側になるようにして、露光を行い、
次いで現像、エッチング、レジスト剥離を行った。最後
に、該ステンレス板の周りにアルミニウムで出来た角パ
イプ枠をテープで取付けて、印刷用マスク１を完成し
た。

【００２４】該印刷用マスクにおける開孔部２を分割し
てなる仕切部３は次のようになっている。仕切部３の厚
みは、印刷用マスクの本体部の厚さの５０％（0.10m
m）、幅は5mm、間隔は25mm毎とした。また、前記仕切部
３は、印刷用マスクの印刷面側において、本体部と同一
平面を形成する位置に設けられた。

【００２５】上記のようにして作製した印刷用マスク１
を用いて、以下のように印刷を行った。まず被印刷物に
は340mm×300mmに切り出したガラス基材−エポキシ樹脂
積層基板を用い、スキージは硬度80゜の平形ウレタンゴ
ムを用いた。印刷用マスクと被印刷物とのギャップは 0
mm、スキージ圧（スキージ押し込み量ともいう）を2mm
として、250poiseの熱硬化性銀ペーストを通常よりも若
干遅いスキージスピードで印刷した。

【００２６】上記のようにして印刷を行った時、スキー
ジが印刷用マスク１の開孔部２に入り込んでペーストを
掻き取ったりすることなく、また、開孔部２を分割して
なる仕切部３の所で断線することなく、パターン通りの
印刷が出来た。

【００２７】実施例２ 図２-(ａ),(ｂ)に示すようなパターンの印刷用マスク１
を形成し、印刷を試みた。

【００２８】印刷用マスク１は以下のようにして作製し
た。材料として、300mm×300mmに切り出した厚さ0.40mm
のステンレス板を用いた。両面に感光性エッチングレジ
ストを塗布し、図２-(ｃ)に示すパターンの露光用フィ
ルムマスク４を印刷用マスクの印刷面側に、図２-(ｄ)
に示すパターンの露光用フィルムマスク４を印刷用マス
クの被印刷物当接面側になるようにして、露光を行い、
次いで現像、エッチング、レジスト剥離を行った。最後
に、該ステンレス板の周りにアルミニウムで出来た角パ
イプ枠をテープで取付けて、印刷用マスクを完成した。

【００２９】該印刷用マスクにおける開孔部２を分割し
てなる仕切部３は次のようになっている。仕切部３の厚
みは、印刷用マスクの本体部の厚みの５０％（0.20m
m）、幅は最小0.07mm、間隔はスキージの進行方向に対
して直角及び平行に分割する方向にそれぞれ1.25mm毎と
した。また、前記仕切部３は、図２-(b) に示されるよ
うに、印刷用マスクの印刷面側において、本体部と同一
平面を形成する位置に設けられた。さらに、本実施例の
場合、仕切部３をささえるための足７を設けた。

【００３０】上記のようにして作製した印刷用マスク１
を用いて、以下のように印刷を行った。まず被印刷物に
は、340mm×300mmに切り出した孔径0.8mmφ貫通孔を持
つガラス基材−エポキシ樹脂積層基板を用い、スキージ
は硬度60゜の平形ウレタンゴムを用いた。印刷用マスク
と被印刷物とのギャップは 0mm、スキージ圧（スキージ
押し込み量）を5mmとして、250poiseの熱硬化性銅ペー
ストを通常よりも若干遅いスキージスピードで印刷し
た。

【００３１】上記のようにして印刷を行った時、スキー
ジが印刷用マスク１の開孔部２に入り込んでペーストを
掻き取ったりすることなく、また、銅ペーストの硬化後
もへこむことなく、うまく貫通孔に充填が出来た。

【００３２】実施例３ 図３-(ａ),(ｂ),(ｃ)に示す様な、従来の方法では不可
能であったパターンの印刷用マスク１を形成し、印刷を
試みた。

【００３３】被印刷物には340mm×300mmに切り出したガ
ラス基材−エポキシ樹脂積層板に35μmの厚みの銅箔を
両面に張った基板を用い、スキージは硬度80゜の平形ウ
レタンゴムを用いた。印刷用マスクと被印刷物とのギャ
ップは 0mm、スキージ圧（スキージ押し込み量）を2mm
として、400poiseの熱硬化性絶縁ペーストを通常よりも
若干遅いスキージスピードで印刷した。

【００３４】上記のようにして印刷を行った時、スキー
ジが印刷用マスク１の開孔部２に入り込んでペーストを
掻き取ったりすることなく、また、開孔部２の仕切部３
の所で断線することなく、パターン通りの印刷が出来
た。

【００３５】比較例１ 図４に示す様な印刷用マスク１を形成し、印刷を試み
た。

【００３６】印刷用マスクは以下のようにして製作し
た。材料として、300mm×300mmに切り出した厚さ0.20mm
のステンレス板を用いた。両面に感光性エッチングレジ
ストを塗布し、図１ー(ｃ)に示すパターンの露光用フィ
ルムマスク４を印刷用マスクの印刷面側及び被印刷物当
接面側になるようにして、露光を行い、次いで現像、エ
ッチング、レジスト剥離を行った。最後に、該ステンレ
ス板の周りにアルミニウムで出来た角パイプ枠をテープ
で取付けて、印刷用マスクを完成した。

【００３７】上記のようにして作製した印刷用マスク１
を用いて、実施例１と同様にして印刷を行った。

【００３８】上記のようにして印刷を行った時、スキー
ジが印刷用マスク１の開孔部２に入り込んでペーストを
掻き取ってしまう現象が起こり、パターン通りの印刷が
出来なかった。

【００３９】比較例２ 図５，図６に示す様なパターンの印刷用マスク１をそれ
ぞれ形成し、印刷を試みた。

【００４０】印刷用マスクは以下のようにして製作し
た。材料として、300mm×300mmに切り出した厚さ0.40mm
のステンレス板を用いた。両面に感光性エッチングレジ
ストを塗布し、印刷面及び被印刷物当接面の両面に、同
じパターンの露光用フィルムマスク４を置いて、露光を
行い、次いで現像、エッチング、レジスト剥離を行っ
た。最後に、該ステンレス板の周りにアルミニウムで出
来た角パイプ枠をテープで取付けて、印刷用マスクを完
成した。このとき露光用フィルムマスク４としては、図
５に示す印刷用マスクを製作する場合に図２−（ｃ）に
示すパターンの露光用フィルムマスク４、図６に示す印
刷用マスクを製作する場合に図２−（ｄ）に示すパター
ンの露光用フィルムマスク４を使用した。

【００４１】この印刷用マスク１の仕切部の厚さは、印
刷用マスクの本体部の厚さの１００％（0.40mm）であっ
た。

【００４２】上記のようにして作製した印刷用マスク１
を用いて、以下のように印刷を行った。 まず被印刷物
としては、340mm×300mmに切り出した孔径0.8mmφ貫通
孔を持つガラス基材−エポキシ樹脂積層基板を用い、ス
キージは硬度60゜の平形ウレタンゴムを用いた。印刷用
マスクと被印刷物とのギャップは 0mm、スキージ圧（ス
キージ押し込み量）を5mmとして、250poiseの熱硬化性
銀ペーストを通常よりも若干遅いスキージスピードで印
刷した。

【００４３】上記のようにして印刷を行った時、図５に
示した印刷用マスク１の場合、スキージが印刷用マスク
１の開孔部２に入り込んでペーストを掻き取ってしまう
現象が起こり、ペーストの硬化後にへこみが生じた。ま
た、図６に示した印刷用マスク１の場合、スキージによ
るペーストの掻き取りは無かったが、開孔部のアスペク
ト比が高いために印刷用マスクの開孔部にペーストが残
ってしまい、ペーストの硬化後にへこみが生じた。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１(ａ)は、本発明の態様を示す印刷用マス
クの１例（実施例１）、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示
す印刷用マスクを形成する際に使用した露光用フィルム
マスク（印刷用マスクの印刷面側に使用したもの。）、
図１（ｃ）は、図１（ａ）に示す印刷用マスクを形成す
る際に使用した露光用フィルムマスク（印刷用マスクの
被印刷物当接面側に使用したもの。）をそれぞれ示す。

【図２】 図２(ａ),(ｂ)は、本発明の態様を示す印刷用
マスクの１例（実施例２）、図２（ｃ）は、図２
（ａ），（ｂ）に示す印刷用マスクを形成する際に使用
した露光用フィルムマスク（印刷用マスクの印刷面側に
使用したもの。）、図２（ｄ）は、図２（ａ），（ｂ）
に示す印刷用マスクを形成する際に使用した露光用フィ
ルムマスク（印刷用マスクの被印刷物当接面側に使用し
たもの。）をそれぞれ示す。

【図３】 図３(ａ),(ｂ),(ｃ)は、本発明の態様を示す
印刷用マスクの１例（実施例３）を示す。

【図４】 図４は、従来より使用されている印刷用マス
クの１例（比較例１）を示す。

【図５】 図５は、従来より使用されている印刷用マス
クの１例（比較例２）を示す。

【図６】 図６は、従来より使用されている印刷用マス
クの１例（比較例２）を示す。

【符号の説明】

１ 印刷用マスク ２ 開孔部 ３ 仕切部 ４ 露光用フィルムマスク ５ 透光部 ６ 遮光部 ７ 足

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 順一 山口県徳山市御影町１番１号 徳山曹達株 式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 本体部及び開孔部よりなる印刷用マスク
   の該開孔部が仕切部によって分割されてなり、被印刷物
   当接面側の該仕切部の少なくとも一部の厚みが該本体部
   の厚みに比べて薄いことを特徴とする印刷用マスク。