JPH0813187A

JPH0813187A - メタルマスクの製造方法

Info

Publication number: JPH0813187A
Application number: JP17017094A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Yokomaku; 俊彦横幕
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1994-06-28
Filing date: 1994-06-28
Publication date: 1996-01-16

Abstract

(57)【要約】【目的】印刷時において印刷液状物のローリング作用
によってマスク開口部への印刷液状物供給が良好で、且
つ、マスク開口から被印刷面への印刷液状物の抜け転写
性が良好なメタルマスクを容易に製造する方法を提供す
ること。【構成】導電性基材(100) 表面にメッキレジスト(10)
被膜を形成し、メッキ液中にてこの導電性基材に通電す
ることによってメタルマスクを製造する方法において、
導電性基材(100) 表面に形成するメッキレジスト材料と
して感光性（熱硬化性を有していてもかまわない）を有
するものを採用し、露光工程と現像工程との間において
導電性基材(100) の感光性メッキレジスト(10)に対して
加熱処理を施すものである。加熱条件は、感光性メッキ
レジスト(10)のカタログ推奨ポストベーク温度よりも５
〜１５℃程度高い温度（光硬化開始部分が反応を進行
し、未反応部分が反応開始しない温度であることが必要
であり、一般的には８５〜９５℃となる）であることが
好ましく、２〜２０分間の処理が必要である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリント配線板になど
に形成された微細な半田付けパッドに対してクリーム半
田などの液状物を印刷塗布する際に好適なメタルマスク
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在の印刷用メタルマスクには、以下の
特性が要求されている。 (1)メタルマスクの開口部に印刷液状物が適切に充填さ
れるためには、スキージングの際にメタルマスク上で印
刷液状物がローリングすることが必要不可欠である。そ
してメタルマスク上で印刷液状物がローリングするため
には、メタルマスクのスキージ面側は適度な粗度を有し
ていることが必要不可欠である。 (2)メタルマスクの開口部に充填された印刷液状物が、
被印刷物に良好に転写されることが必要である。従っ
て、メタルマスクの開口径はスキージ面側に対して被印
刷物面側が若干広くなるようにテーパーが付いているこ
とが必要である。上記の(1) および(2) の要求項目を満足するために、現
状のメタルマスクはその製造工程において、導電性基材
面をスキージ面とし、メッキ面を被印刷物面としてい
る。

【０００３】即ち、導電性基材表面に形成されるメッキ
レジストは、露光・現像工程を経る写真法によって形成
されるため、その厚み方向において導電性基材面側ほど
光の到達量が少ないために硬化度合いが低くなってい
る。このことによって、後の現像工程において導電性基
材表面に近いほどメッキレジスト被膜は溶解除去され易
く、逆に導電性基材表面から遠いほど溶解除去され難い
こととなる。その結果、図９に示すように導電性基材表
面に近いほど幅が狭く、導電性基材表面に遠いほど幅が
広い逆台形形状の被膜となるのである。そこで(2) の要
求項目を満足するためには必然的に、導電性基材面をス
キージ面とし、メッキ面を被印刷物面としているのであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ここで、(1) の要求項
目について考えると、メタルマスクの導電性基材面側に
適度な粗度を形成する必要があることとなる。しかしな
がら、このメタルマスクの導電性基材面側と導電性基材
との界面は、メッキ中においては剥離することがなく、
また、メッキ後においては形成されたメタルマスクに必
要以上の応力を掛けること無く剥離できる程度の密着力
を有したものでなければならない。即ち、スキージング
の際に印刷液状物が適切なローリングをするに必要な粗
度に比較して、遙に小さな粗度となっている。従って、
メタルマスクを導電性基材より剥離しメッキレジストを
剥膜した後に、改めてメタルマスクの被印刷物面側及び
開口内部を何らかの方法によって保護し、物理的あるい
は化学的処理を施すことによって、メタルマスクのスキ
ージ面側に適切な凹凸を形成しなければならないのであ
る。

【０００５】そこで、本発明が解決しようとする課題
は、電鋳法によって製造されたメタルマスクを用いた印
刷において、スキージによるマスク開口部への印刷液状
物供給の不完全さであり、また、マスク開口から被印刷
面への印刷液状物の抜け転写性の悪さである。そして本
発明の目的は、印刷時において印刷液状物のローリング
作用によってマスク開口部への印刷液状物供給が良好
で、且つ、マスク開口から被印刷面への印刷液状物の抜
け転写性が良好なメタルマスクを容易に提供することで
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明が採った手段は、「導電性基材(100) 表面に感
光性メッキレジスト(10)被膜を形成し、メッキ液中にて
この導電性基材に通電することによってメタルマスクを
製造する方法において、前記導電性基材(100) 表面に感
光性メッキレジスト(10)を被覆し、露光し、次いで８５
〜９５℃で２〜２０分間加熱処理した後に現像処理を施
し、電着層(200) を形成後、電着層(200) 表面を粗化す
ること」をその特徴とするものである。具体的には、導
電性基材(100) 表面に形成するメッキレジスト材料とし
て感光性（熱硬化性を有していてもかまわない）を有す
るものを採用し、露光工程と現像工程との間において導
電性基材(100) の感光性メッキレジスト(10)に対してＩ
Ｒ加熱や熱風循環式電気加熱炉等の方法によって加熱処
理を施すものである。加熱条件は、感光性メッキレジス
ト(10)のカタログ推奨ポストベーク温度よりも５〜１５
℃程度高い温度（光硬化開始部分が反応を進行し、未反
応部分が反応開始しない温度であることが必要であり、
一般的には８５〜９５℃となる）であることが好まし
く、２〜２０分間の処理が必要である。

【０００７】

【作用】本発明の製造方法によれば、導電性基材(100)
表面に感光性メッキレジスト(10)が被覆され、次いでパ
ターンフィルムを介して露光することによって前記感光
性メッキレジスト(10)を選択的に光硬化させる。この時
点において露光して光硬化した感光性メッキレジスト(1
0-a)被膜は、上層部分の硬化度合いが比較的進行し、下
層部分すなわち導電性基材面側の硬化度合いが比較的低
い状態にある。これは、露光工程において照射された光
が感光性メッキレジスト(10)材料の上層部分において吸
収され、下層ほど光の到達量が低下することと、露光工
程において照射された光が感光性メッキレジスト(10)材
料の上層部分において若干分散し、下層ほど光の到達密
度が低下することによるものである。

【０００８】次に前記導電性基材(100) の感光性メッキ
レジスト(10)を加熱処理することによって、感光性メッ
キレジスト(10)の露光工程によって光硬化が進行した部
分の硬化を更に進行させることとなる。ここで加熱時間
を適切に制御することによって、感光性メッキレジスト
(10)の上層部分の硬化度合いを進行させることなく、感
光性メッキレジスト(10)の下層部分すなわち導電性基材
(100) 面側の硬化度合いを進行させることもでき、２〜
２０分間が好ましい。また、加熱温度が高すぎると、感
光性メッキレジスト(10)の露光工程によって光硬化が進
行した部分以外の硬化をも開始させることとなって好ま
しくない。

【０００９】次に現像処理を施すことによって、未硬化
の感光性メッキレジスト(10)を除去すると、残った感光
性メッキレジスト(10-a)の形状は、導電性基材(100) 側
ほど幅が広くなった形状、いわゆる正台形となるのであ
る。これは、露光工程における感光性メッキレジスト(1
0)の光硬化が開始した部分の形状が、その硬化度合いは
異なるものの、正台形形状となっており、この硬化度合
いの不足分を感光性メッキレジスト(10)を加熱処理する
ことによって補ったことによるものである。

【００１０】次にメッキ液中にてこの感光性メッキレジ
スト(10-a)が形成された導電性基材(100) に通電するこ
とによって、現像工程において感光性メッキレジスト(1
0)が溶解除去された部分に電着層(200) が析出し、メタ
ルマスクとなる。このメタルマスクの開口部（感光性メ
ッキレジストが溶解除去されず残存した部分）(220)の
形状は、導電性基材(100) 側ほど幅が広くなった形状、
いわゆる正台形となるのである。すなわち、電着層(20
0) 表面側を印刷の際のスキージ面とし、導電性基材(10
0) 面側を被印刷物面とすることが可能なるのである。
次に電着層(200) の表面に粗化処理を施すことによっ
て、印刷の際にスキージ面として使用するのに好ましい
凹凸を形成する。

【００１１】ここで用いることができる粗化処理として
は、例えば以下のものがある。 (1)電着層(200) の表面に析出粒子径の荒いメッキ(210)
を施す。具体的には、メタルマスクとなる電着層形成
の終了直前に、メッキ電流密度を上昇させるか、あるい
はメッキ液中の析出金属イオン濃度の低いメッキ液に移
送しそれまでと同様のメッキ電流密度をもってメッキす
るなどの方法がある。また、針状の結晶が析出するよう
なメッキを施すことによっても可能である。 (2)電着層(200) 表面をエッチングすることによって化
学的に粗化し、凹凸を形成する。 (3)電着層(200) 表面に乾式あるいは湿式の研磨処理を
施すことによって物理的に粗化し、凹凸を形成する。以上のように本発明の方法によれば、印刷時において印
刷液状物のローリング作用によってマスク開口部(210)
への印刷液状物供給が良好で、且つ、マスク開口部(21
0) から被印刷面への印刷液状物の抜け転写性が良好な
メタルマスクを容易に提供できるのである。

【００１２】

【実施例】

（実施例１）次に本発明を、製造工程に従って説明す
る。 (1) 導電性基材であるステンレス板（ＳＵＳ３０４）(1
00) の表面を、バフ研磨機で研磨する（図１）。この研
磨の目的は後に形成するレジスト材料とステンレス板と
の密着性を向上させるためである。また、ステンレス板
に限らず、その他の導電性の基材を用いることができ
る。 (2) 研磨の済んだステンレス板に感光性メッキレジスト
材料(10)をラミネートあるいは塗布する（図２）。感光
性メッキレジスト材料(10)としてはドライフルムタイ
プ、液状タイプいずれも使用可能であるが、本実施例に
おいては、作業性を考慮してドライフィルムタイプ（三
菱レイヨン製ドライフィルム：FRA-517)を用いた。この
ドライフィルムは厚さ50μｍであるので、本実施例にお
いては、４回ラミネ−ト作業を繰り返し、所望の厚さで
ある２００μｍとした。

【００１３】(3) ドライフィルムをラミネートして感光
性メッキレジスト材料(10)が形成されたステンレス板(1
00) に所望のネガパターンの露光フィルムを真空密着さ
せ、紫外線ランプで焼きつけ露光した（図３）後、熱風
循環式電気加熱炉に投入し感光性メッキレジスト(10)を
加熱した。雰囲気温度９０℃、１０分間の条件であっ
た。 (4) 次いで、現像、水洗・乾燥の処理をおこない、所望
の開口部用レジスト材料(10-a)を形成した（図４）。 (5) 次いで、スルファミン酸ニッケル・スルファミン酸
コバルト合金メッキ浴を用い、電鋳を行なった。スルフ
ァミン酸ニッケル・スルファミン酸コバルト合金メッキ
浴の組成とメッキ条件を以下に示す。スルファミン酸ニッケル４５０±５０ｇ／ｌスルファミン酸コバルト１５±３ｇ／ｌほう酸３０±５ｇ／ｌ塩化ニッケル５±１ｇ／ｌ添加剤適宜以上の浴にて電流密度４Ａ／ｄm²で電鋳を行うことによ
り、感光性メッキレジスト材料(10-a)で覆われていない
ステンレス板上にメタルマスクとなる電着層(200) が形
成される。この時点での電着層(200) 厚さは１７５μｍ
程度である（図５）。

【００１４】(6) 次いで、電流密度を８Ａ／ｄm²に変更
し、電着層(200+210) 厚さが１８０μｍ程度となるまで
引き続き電鋳を行った（図６）。次いで、電着層(200+2
10) をステンレス板より剥離し（図７）、感光性メッキ
レジスト材料(10-a)部分を溶解除去して、メタルマスク
を得た（図８）。このようにして作成されたメタルマスクの表面粗さは、
Ｒａ＝０．４０μｍ、Ｒｍａｘ＝０．８μｍであり、目
標とする粗さの範囲内であった。また、実際の半田ペー
ストをスクリーン印刷する試験においても、各開口部か
ら均一なペースト量が塗布された。

【００１５】（実施例２）工程(1) 〜(5) までを実施例
１と同様に実施する。 (6) 次いで、別のスルファミン酸ニッケル・スルファミ
ン酸コバルト合金メッキ浴を用い、電鋳を行なった。こ
のスルファミン酸ニッケル・スルファミン酸コバルト合
金メッキ浴の組成とメッキ条件を以下に示す。スルファミン酸ニッケル２３０±５０ｇ／ｌスルファミン酸コバルト８±３ｇ／ｌほう酸３０±５ｇ／ｌ塩化ニッケル３±１ｇ／ｌ添加剤適宜

【００１６】以上の浴にて電流密度４Ａ／ｄm²で、電着
層(200+210) 厚さが１８０μｍ程度となるまで引き続き
電鋳を行った。次いで、電着層(200+210) をステンレス
板より剥離し、感光性メッキレジスト材料(10-a)部分を
溶解除去して、メタルマスクを得た。このようにして作
成されたメタルマスクの表面粗さは、Ｒａ＝０．４５μ
ｍ、Ｒｍａｘ＝０．９μｍであり、目標とする粗さの範
囲内であった。また、実際の半田ペーストをスクリーン
印刷する試験においても、各開口部から均一なペースト
量が塗布された。

【００１７】（実施例３）工程(1) 〜(5) までを実施例
１と同様に実施する。 (6) 次いで、別のスルファミン酸ニッケル・スルファミ
ン酸コバルト合金メッキ浴を用い、電鋳を行なった。こ
のスルファミン酸ニッケル・スルファミン酸コバルト合
金メッキ浴の組成とメッキ条件を以下に示す。スルファミン酸ニッケル３００±５０ｇ／ｌスルファミン酸コバルト１０±３ｇ／ｌほう酸３０±５ｇ／ｌ塩化ニッケル４±１ｇ／ｌ添加剤適宜

【００１８】以上の浴にて電流密度６Ａ／ｄm²で、電着
層(200+210) 厚さが１８０μｍ程度となるまで引き続き
電鋳を行った。次いで、電着層(200+210) をステンレス
板より剥離し、感光性メッキレジスト材料(10-a)部分を
溶解除去して、メタルマスクを得た。このようにして作
成されたメタルマスクの表面粗さは、Ｒａ＝０．３５μ
ｍ、Ｒｍａｘ＝０．７μｍであり、目標とする粗さの範
囲内であった。また、実際の半田ペーストをスクリーン
印刷する試験においても、各開口部から均一なペースト
量が塗布された。

【００１９】（実施例４）工程(1) 〜(5) までを実施例
１と同様に実施する。 (6) 次いで、電着層(200) 表面に物理的研磨を行った。
この物理的研磨は、湿式研磨機（ジェットスクラブ）
で、研磨材（品名：サクランダム＃２００日本カート
リッジ株式会社製）の濃度が２０％の溶液を用いて、ラ
インスピード1.0m/min、圧力2.0kg/cm²で行われる。こ
の条件では電着層(200) は研磨材と１分間程度接触する
こととなる。次いで、電着層(200) をステンレス板より
剥離し、感光性メッキレジスト材料(10-a)部分を溶解除
去して、メタルマスクを得た。このようにして作成され
たメタルマスクの表面粗さは、Ｒａ＝０．４５μｍ、Ｒ
ｍａｘ＝０．９μｍであり、目標とする粗さの範囲内で
あった。また、実際の半田ペーストをスクリーン印刷す
る試験においても、各開口部から均一なペースト量が塗
布された。

【００２０】

【表１】

【００２１】また、現像処理前における感光性メッキレ
ジストに対する加熱処理条件ついて表１に示すような特
徴がある。すなわち、加熱温度が高くなればなるほどマ
スク開口部のテーパー角度は大きくなり、１００℃以上
になると露光工程での未硬化部分の感光性メッキレジス
トも硬化反応を開始してしまい、現像工程によって完全
には除去できなくなってしまう。以上のことから、加熱
温度は８５〜９５℃が好適範囲となり、９０〜９５℃が
最適範囲となる。いずれの温度（８５〜９５℃）におい
ても加熱時間１０〜２０分間であれば問題なく、９０℃
以上であれば２分間以上の加熱時間でよい。

【００２２】

【発明の効果】本発明の製造方法によれば、印刷時にお
いて印刷液状物のローリング作用によってマスク開口部
への印刷液状物供給が良好で、且つ、マスク開口から被
印刷面への印刷液状物の抜け転写性が良好なメタルマス
クを容易に提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１工程を示す部分断面図である。

【図２】本発明の第２工程を示す部分断面図である。

【図３】本発明の第３工程を示す部分断面図である。

【図４】本発明の第４工程を示す部分断面図である。

【図５】本発明の第５工程を示す部分断面図である。

【図６】本発明の第６工程を示す部分断面図である。

【図７】本発明の第６工程を示す部分断面図である。

【図８】本発明によって得られるメタルマスクの部分断
面図である。

【図９】従来の工法を示す部分断面図である。

【符号の説明】

200 ・・・電着層（メタルマスク） 210 ・・・導電性基材（ステンレス板） 220 ・・・開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性基材表面に感光性メッキレジスト被
膜を形成し、メッキ液中にてこの導電性基材に通電する
ことによってメタルマスクを製造する方法において、前
記導電性基材表面に感光性メッキレジストを被覆し、露
光し、次いで８５〜９５℃で２〜２０分間加熱処理した
後に現像処理を施し、電着層を形成後、該電着層表面を
粗化することを特徴とするメタルマスクの製造方法。