WO2010087455A1

WO2010087455A1 - スクリーン印刷用メッシュ部材

Info

Publication number: WO2010087455A1
Application number: PCT/JP2010/051280
Authority: WO
Inventors: 啓吾高岡; 一男吉川; 隆古保里
Original assignee: 株式会社コベルコ科研
Priority date: 2009-01-30
Filing date: 2010-01-29
Publication date: 2010-08-05
Also published as: KR101355333B1; JP2011143728A; JP4886905B2; KR20110099344A; KR20140009539A; JP2010234799A; CN102300720A; CN102300720B

Abstract

　本発明は、スキージが引っ掛かりやすいためにペーストを均等に引き伸ばし難いことの原因となるスキージ接触面上の凹凸部がなく、メッシュ部材として必要な均一な強度を有するとともに、高精細な印刷に必要なメッシュ数を有するスクリーン印刷用メッシュ部材を提供する。本発明のスクリーン印刷用メッシュ部材は、圧延金属箔に多数の孔を開けることにより多数の開口部および線部を作製されるとともに、前記線部を構成する少なくとも片方の面が平坦であり、厚さが５μｍ以上かつ２５μｍ以下であるとともに、引張試験を行ったときの破断荷重（Ｎ）を引張試験片の幅１ｃｍあたりに換算した引張強度が２０Ｎ／ｃｍ以上であり、メッシュ数が２５０（本／インチ）以上である。

Description

スクリーン印刷用メッシュ部材

　本発明は、スクリーン印刷に用いられるメッシュ部材に関し、特に印刷膜厚の薄い高精細なスクリーン印刷を実現するために用いられるスクリーン印刷用メッシュ部材に関する。

　スクリーン印刷による電子部品の製造は広く実施されており、例えばセラミックコンデンサ、ＩＣタグなどに適用されている。近年の電子部品の薄型化、高集積化の傾向は、印刷膜厚をより薄くすることを求めている。

　図１は、スクリーン印刷に通常使いられる印刷版の一部拡大説明図である。金属またはポリエステルからなる細線１を編んで作製されたメッシュ部材（メッシュ織物）は、スクリーン枠（図示せず）に張られた後、全面に樹脂４（感光性乳剤）を塗布されてからマスクで覆われる。そして、印刷しない部分のみを露光することにより感光性乳剤４を硬化させ、印刷したい部分の感光性乳剤４を除去することによって、印刷版５が作成される。なお、図中、符号２はメッシュ部材の開口部（メッシュ開口部）を示す。

　スクリーン印刷においては、スキージ（squeegee）６を移動させることにより、印刷パターン部３（前記図１参照）のメッシュ開口部２にペースト７（インク７）が充填されると共に、印刷対象物８にペースト７が付着する［図２（ａ）］。スキージ６が通過した後は、印刷版の張力(テンション)により印刷版５（図１参照）と印刷対象物８が離れるが、ペースト７は印刷対象物８に残る。これにより、感光性乳剤４が除去されたパターン通りの印刷が行われる。印刷された直後のペースト７は、メッシュ開口部２に対応する部分には厚く残り、細線１に対応する部分には薄く残っているが［図２（ｂ）］、ペースト７の粘性と表面張力により平坦化（レべリング）する［図２（ｃ）］。この際、印刷版５のメッシュ開口部２を越えてペースト７が広がることがあり、このペースト７の広がりを印刷の滲みと称する［図２中、符号７ａで示す］。

　印刷膜厚（印刷対象物８に塗布されたペースト７の厚さｄ１）は、印刷版５の厚さと、メッシュ部材の開口率（メッシュ開口部２の合計面積比率）と、によって決定される。同じ印刷面積の場合には、
　印刷膜厚（μｍ）＝印刷版の厚さ（μｍ）×開口率（％）
という関係が成り立つことが知られている。感光性乳剤４の厚さを含む印刷版の厚さは、メッシュ部材の厚さより薄くは出来ないので、薄い印刷版を得るためにメッシュ部材の厚さを薄くする努力がなされてきた。

　開口率を小さくすることも印刷膜厚を薄くすることに繋がるが、開口率を小さくすると印刷対象物に残るペースト７の量が少なくなるため、ペースト７の不連続（印刷かすれ）が生じる恐れがある。こうしたことから、メッシュ部材の開口率は所定の値以上を確保する必要があり、その上で印刷版の厚さを薄くすること、即ちメッシュ部材の厚さを薄くすることが、印刷膜厚を薄くするために最も重要な要件となっている。印刷版５の厚さとメッシュ部材の厚さが同じであるときの、計算上の印刷膜厚と、メッシュ部材の厚みおよび開口率との関係を、参考までに表１に示す。

　また、印刷パターン幅やパターンの間隔が狭い印刷を行う場合は、ペースト７の量が多過ぎると滲みが大きくなるため、ペースト７の量を必要最低限に抑える必要がある。こうした観点からも、印刷版の厚さ（即ち、対応するメッシュ部材の厚さ）が薄いほど、高精細の印刷が可能となる。

　スクリーン印刷用メッシュ部材は、感光性乳剤４を平板に保つためと感光性乳剤４の強度を補強するために用いられるものである。こうしたメッシュ部材は、金属やポリエステルからなる細線１を機械で編むことにより作製されるのが一般的であるために、その表面における凹凸部の存在は避けがたい。そのため、メッシュ部材に固定された感光性乳剤４も表面に凹凸部を有するために平坦ではなく、スキージ６が引っ掛かりやすいため、ペースト７を均等に引き伸ばし難いといった短所がある。また、感光性乳剤４を塗布して露光する際に細線１の表面に光があたって反射方向が変わるために、本来硬化させないパターン部の感光性乳剤４まで硬化してしまい、印刷パターン部の幅が不均一になることがある。

　細線１を編んで形成されたメッシュ部材（メッシュ織物）として、通常、１３～４０μｍ径の素線を編んだ厚さ３０～９０μｍのものが用いられている。厚みが薄いメッシュ部材を得るために、出来るだけ細い素線を採用する工夫がなされている。例えば特許文献１には、線径１０～２１μｍ未満のオーステナイト系ステンレス鋼製の極細線を編んで作製されたメッシュ部材（金属メッシュ織物）が提案されている。しかしながら、素線を極細化しただけの金属メッシュ織物では、素線の交差部の厚さは細線の径の２倍となるため、厚さ２０μｍ未満のメッシュ部材を得ることはできない。

　また特許文献２には、圧延加工によって金属メッシュ織物の交差部を平坦状にし、この圧延平坦部の少なくとも一部を研磨等によって面取りすることによって、メッシュ部材の厚さを薄くする技術が提案されている。この技術によれば、圧延加工後の細線径：１８．８μｍで厚さ２４．５μｍのメッシュ部材を研磨することにより、メッシュ部材の厚さを２１．８μｍまで薄くすることが示されている（特許文献２、実施例参照）。しかしながら、こうした技術では金属細線も研磨により減径（研磨後の線径：１８．２μｍ）しており、これ以上研磨してメッシュの厚さを薄くすると、メッシュ部材の強度が不足しスクリーン枠に張ることが出来なくなる恐れがある。また研磨が不均一な場合には、研磨による減径が進み過ぎ、強度の低い部分ができるためにメッシュ部材が破断する恐れがある。

　一方、例えば特許文献３には、電鋳法（電解析出）によりニッケルをメッシュ形状に堆積させることにより、スクリーン印刷用のメッシュ部材を作製する方法が提案されている。しかしながら、電鋳法により作製されたメッシュ部材（以下、これを「電鋳メッシュ」と呼ぶことがある）は、薄い印刷膜厚で高精度なスクリーン印刷に適用するメッシュ部材としては、以下のような問題を有している。

　電鋳法では、ニッケルなどの金属を含む電解溶液（電解浴）中で電圧をかけることにより正電荷の金属イオンがアノード電極に移動し、移動した金属イオンが堆積（電着）して金属の膜を形成する。この原理は、広く使われている金属めっきと同じ原理である。電鋳法においては、電圧や時間を調整することによって、厚みの異なる電鋳膜を得ることができる。電極側の金属が析出する基板が平板である場合には金属箔が得られるが、所望の形状の基板（母型）を用いて電鋳することによって様々な形状の電鋳品を得ることができる。一定の間隔で凸部を有する基板を用いて電鋳を行い、凸部の隙間にニッケルなどの金属を析出させた後、凸部の上面以下で電着を止めると、線部と開口部を有するメッシュ形状の金属箔が作製される。これを基板から剥がすことにより、線部と開口部を有する電鋳メッシュを得ることができる。

　めっき法や電鋳法により作製された金属膜や金属箔には、内部応力が残留することが知られている。この応力は残留応力や電着応力とも呼ばれ、メッシュ部材の強度等に大きな影響を及ぼすと考えられている。同じ種類の電鋳浴からの電鋳であっても、電着応力に差が生じると共に強度も異なるものとなる。またメッシュ部材の強度を高めるために、ニッケルにコバルトなどを含有させることがあるが、このような合金中でも内部の電着応力などが問題となり、電鋳メッシュごとの強度が大きく異なることが知られている。こうしたことから、電鋳メッシュでは強度のばらつきが大きくなり、部分的に強度の低いメッシュ部材が作製されてしまう可能性が懸念される。

　電鋳メッシュは、基板の形状や表面構造を忠実に複製するために、基板を作成する際に生じたわずかなバリ、傷や亀裂までも転写してしまう。即ち、基板表面にバリが存在する場合、電鋳メッシュにも基板のバリを転写したわずかな傷や亀裂が存在することとなる。このような傷や亀裂がメッシュ部材に存在する場合、メッシュ部材を引っ張った際に、引っ張られた部分に応力が集中してメッシュ部材が破損しやすくなる。また、基板表面の傷や亀裂を転写することによりメッシュ部材の表面に突起形状部が形成されると、印刷時のスキージとの接触の繰り返しにより突起形状部が取り除かれ、傷や亀裂が生じる恐れがある。このような傷や亀裂からメッシュ部材が破断する恐れがある。

　更に、電鋳メッシュは基板からメッシュ部材を剥がす必要があるため、基材からメッシュ部材を剥がす際に線と線が交差する部分に亀裂が入りやすいという欠点もある。特に、厚さ２５μｍ以下でメッシュ数の多いメッシュ部材を電鋳法で作製する場合、線幅が狭く厚みが薄いために、基板からの剥離中に線部に亀裂が入ることが多い。メッシュ部材の表面に傷や亀裂があると、メッシュ部材を張ったときやスキージで印刷するときなどに傷や亀裂部分に応力が集中するため、傷や亀裂部分からメッシュ部材が破断することがある。

　以上のように、電鋳メッシュは表面に小さな傷や亀裂がある場合や電着応力のために強度のばらつきが生じる場合がある。即ち、電鋳メッシュでは強度のばらつきが大きく、強度の低い部分が存在することがあるために、メッシュ部材をスクリーン枠に張るときの張力、またはスキージの押し付ける力（印圧）によって、最も強度の低い部分から破断する恐れがある。

日本国特許第３４９７８４４号公報日本国特開２００６－３２６９５３号公報日本国特許第３５１６８８２号公報

　本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、その目的は、スキージが引っ掛かりやすいためにペーストを均等に引き伸ばし難いことの原因となるスキージ接触面上の凹凸部がなく、メッシュ部材として必要な均一な強度を有するとともに、高精細な印刷に必要なメッシュ数を有するスクリーン印刷用メッシュ部材を提供することである。

　上記課題を解決することのできた本発明に係るスクリーン印刷用メッシュ部材は、圧延金属箔に多数の孔を開けることにより多数の開口部および線部が作製されるとともに、前記線部を構成する少なくとも片方の面が平坦であり、厚さが５μｍ以上かつ２５μｍ以下であるとともに、引張試験を行ったときの破断荷重（Ｎ）を引張試験片の幅１ｃｍあたりに換算した引張強度が２０Ｎ／ｃｍ以上であり、メッシュ数が２５０（本／インチ）以上であることを特徴とする。

　本発明のスクリーン印刷用メッシュ部材における好ましい実施形態としては、（ａ）開口率が２５％以上かつ下記（１）式で規定される値以下であること、（ｂ）開口部の外観形状が、印刷対象物に向かって広がるように形成されること、等の構成が挙げられる。また、本発明のスクリーン印刷用メッシュ部材の素材となる圧延金属箔は特に限定されないが、ステンレス鋼、チタン若しくはチタン合金、ニッケル若しくはニッケル合金、銅若しくは銅合金、およびアルミ合金のいずれかが挙げられる。

　尚、本明細書において、開口率は、開口部を含んだメッシュ部材の総面積に対する、開口部の合計面積の割合を意味する。

　本発明のスクリーン印刷用メッシュ部材によれば、スキージが引っ掛かりやすいためにペーストを均等に引き伸ばし難いことの原因となるスキージ接触面上の凹凸部がなく、メッシュ部材として必要な均一な強度を有するとともに、高精細な印刷に必要なメッシュ数を有するスクリーン印刷用メッシュ部材が実現できた。

スクリーン印刷に通常使われている印刷版の部分拡大説明図である。従来技術でのスクリーン印刷におけるペーストの充填状態を説明するための図であり、（ａ）は印刷中の状態を示し、（ｂ）は印刷直後の状態、（ｃ）はペーストが平坦化した状態を示す。本発明のメッシュ部材を用いたときのスクリーン印刷におけるペーストの充填状態を説明するための図であり、（ａ）は印刷中の状態を示し、（ｂ）は印刷直後の状態、（ｃ）はペーストが平坦化した状態を示す。単位幅当りの最小断面積（ｍｍ²／ｃｍ）と、単位幅当りの引張強度（Ｎ／ｃｍ）の関係を示すグラフである。孔の開口形状を説明するための図である。孔の外観形状を説明するための図であり、（ａ）は通常の外観形状を示し、（ｂ）（ｃ）（ｄ）はそれぞれ本発明で好適である外観形状を示す。実施例１で得られたメッシュ部材の形状を示す図面代用写真である。実施例２で得られたメッシュ部材の形状を示す図面代用写真である。実施例３で得られたメッシュ部材の形状を示す図面代用写真である。実施例４での各試験片の単位幅当りの引張強度（Ｎ／ｃｍ）を示すグラフである。

　上記の課題を解決するために、本発明者らは様々な角度から検討を重ねた。その結果、本発明者らは、圧延により製造された金属箔（以下、「圧延金属箔」と呼ぶ）を素材として用い、この圧延金属箔に孔開け加工を施してメッシュ部材を構成することにより、線部を構成する少なくとも片面（スキージが接触する面）が平坦で、厚さが２５μｍ以下を有するとともに、強度のばらつきがない高精細なスクリーン印刷用メッシュ部材を実現できることを見出し、本発明を完成した。

　本発明のメッシュ部材においては、その素材として圧延金属箔を用いることが重要な要件である。圧延金属箔は、平坦な表面と、薄く均一な厚みと、高い引張強さを有するとともに、強度のばらつきが極めて少ない。こうした圧延金属箔を素材としてメッシュ部材を作製した場合には、厚みや強度のばらつきがほとんどないメッシュ部材が得られる。

　また、圧延金属箔の厚さは、メッシュ部材の厚さに反映される。従って、厚さ２５μｍ以下の圧延金属箔に多数の孔開け加工をすることにより、ペーストが透過するための開口部（孔）と、メッシュ部材にした場合の強度を維持するための線部と（図３の１ａで示す）、を有する、厚さ２５μｍ以下のメッシュ部材が実現できる。

　上記のようにメッシュ部材を構成することにより、スキージ６が接触するメッシュ部材や感光性乳剤４の表面が平坦であり、スキージ６の動きが滑らかである［図３（ａ）］。これにより、ペーストを均等に引き伸ばし易いと共に［図３（ｂ）］、印刷膜厚ｄ２が薄い高精細なパターンの印刷を行うことができる［図３（ｃ）］。尚、厚さ２５μｍ以下且つ開口率６０％以下のメッシュ部材によって、印刷膜厚ｄ２は、計算上１５μｍ以下とできることになる（前記表１参照）。

　上述のごとく、メッシュ部材の厚みを薄くするほど印刷膜厚も薄くできるが、現在の圧延技術では、厚さ５μｍ未満の圧延金属箔を安定して入手することは極めて困難である。また、厚が５μｍ未満の圧延金属箔では、メッシュ部材として必要な強度を確保するために十分な開口率を得ることが出来なくなる。こうしたことから、本発明のメッシュ部材の厚さは５μｍ以上かつ２５μｍ以下である。

　本発明によれば、メッシュ部材に要求される強度特性を満足するものとなるが、強度に関する研究の経緯は次の通りである。まず、厚さ（５μｍ以上、２５μｍ以下）の異なるステンレス鋼箔に、エッチングによって孔開け加工を施すことにより、開口率の異なる各種メッシュ部材を作製した。詳細には、マスクに開口パターンを描画し、圧延ステンレス鋼箔にレジストを塗布した後に、マスクの開口パターンを露光、現像した後、エッチングにより孔開け加工した後に、レジストを剥離することにより、各種メッシュ部材を作製した。

　作製したメッシュ部材（後記表２の試験Ｎｏ．１～１１）の厚さを、マイクロメーター（株式会社ミツトヨ製）で測定した。また、光学顕微鏡観察によって、線部１ａを構成する面（即ち、スキージが接触する面）が平坦であることを確認した。また、撮影した顕微鏡画像を用いて、線幅（線部1ａの幅）と開口幅（孔の幅）を汎用画像処理ソフト（ナノシクテム株式会社製）により測定し、ピッチ（線幅と開口幅の合計）からメッシュ数（本／インチ）を計算した。また開口幅とピッチから、開口率［開口幅（μｍ）²／ピッチ（μｍ）²×１００（％）］を算出した。更に、単位幅当りの開口部間の線部の断面積に相当する、単位幅当りの最小断面積（ｍｍ²／ｃｍ）を、
　１０ｍｍ×厚さ（ｍｍ）×（１－√開口率（％））÷１ｃｍ
の計算式から算出した。尚、上記「√開口率（％）」は、例えば開口率が５０％の場合は、√（０．５）として計算することを意味する。

　また作製したメッシュ部材から、幅：１５ｍｍ、標点距離：１００ｍｍの試験片を切り出し、引張試験機（株式会社オリエンテック製）で引張試験を実施した。引張試験を行ったときの破断荷重（Ｎ）を引張試験片の幅１ｃｍ当りに換算して、単位幅当りの引張強度として求めた。

　上記の結果［メッシュの厚さ（μｍ）、メッシュ数（本／インチ）、単位幅当りの最小断面積（ｍｍ²／ｃｍ）、開口率（％）、単位幅当りの引張強度（Ｎ／ｃｍ）］を、下記表２に示す。表２に示されている「負荷試験」については、後述する。尚、作製した全てのメッシュ部材について、スキージが接触する面の線部１ａが平坦であることが確認できた。

　本発明者らは、上記引張試験の結果から、メッシュ部材の引張強度に影響を及ぼしている要因を解析した。その結果、圧延金属箔に孔開け加工して作製されたメッシュ部材の単位幅当りの引張強度（Ｎ／ｃｍ）は、単位幅当りの最小断面積（ｍｍ²／ｃｍ）に比例することが判明した。単位幅当りの最小断面積（ｍｍ²／ｃｍ）と、単位幅当りの引張強度（Ｎ／ｃｍ）の関係を、図４に示す。印刷版作成時にメッシュ部材を引張った際に応力が最も大きくなるのは断面積が最も小さい開口部間の線部であり、圧延金属箔に孔開け加工して作製したメッシュ部材では、その単位幅当りの引張強度は単位幅当りの最小断面積に比例することになる。

　メッシュ部材を作製する前の圧延金属箔の強度は、通常、引張強さ（Ｎ／ｍｍ²)で表され、圧延金属箔の種類により特定の引張強さを示す。このことから、圧延金属箔から作製されたメッシュ部材の単位幅当りの引張強度(Ｎ／ｃｍ)の計算上の最大値は、［圧延金属箔の引張強さ（Ｎ／ｍｍ²）］×［単位幅当りの最小断面積（ｍｍ²／ｃｍ）］となる。

　本発明者らは、作製されたメッシュ部材が、薄い印刷膜厚で高精細なスクリーン印刷版用メッシュ部材としての強度を有するかを評価するために、負荷試験を行った。負荷試験では、印刷版のアルミ枠を模擬した金属製クランプでメッシュ部材の四辺を挟み、スクリーン印刷版作製と同様にテンションゲージ（株式会社プロテック製）をメッシュ部材の中央部に置いてメッシュ部材の沈み込み量（ｍｍ）を計測しながら、メッシュ部材を挟んだクランプを移動させてメッシュ部材を張った。これは、印刷版のアルミ枠にメッシュ部材を張った状態でスキージの印圧（押圧荷重）に耐えられるかを模擬的に評価するためである。このようにメッシュ部材が張られた状態で、圧縮試験機（インストロン社製）を用いて、チャックに挟んだスクリーン印刷用ウレタンゴム製のスキージをスクリーン印刷時と同様にメッシュ部材に押しあて、メッシュ部材にかかる張力とスキージの印圧に耐えられるかを観察した。メッシュ部材の線部が破れるときはメッシュ部材全体が破損するため、観察は目視により行い、メッシュ部材の線部に破れがなかった場合を「○」、メッシュ部材の線部が１箇所でも破れた場合を「×」と判定した。その結果を、上記表２に併記した。

　負荷試験の結果、作製されたメッシュ部材のうち、試験Ｎｏ．１、２（図４に示した比較例）は破損したが、試験Ｎｏ．３～１１（図４に示した実施例）は破損しなかった。即ち、メッシュ部材が破損した試験Ｎｏ．１、２の単位幅当りの引張強度はいずれも２０Ｎ／ｃｍ未満であり、単位幅当りの引張強度が２０Ｎ／ｃｍ以上を有する試験Ｎｏ．３～１１は、いずれも破損しなかった。この試験の結果から、メッシュ部材の単位幅当りの引張強度を２０Ｎ／ｃｍ以上とすることにより、スクリーン印刷に用いることができるメッシュ部材が実現できることが判明した。この結果から、本発明のメッシュ部材の引張試験を行ったときの破断荷重（Ｎ）を引張試験片の幅１ｃｍ当りに換算した単位幅当りの引張強度は、２０Ｎ／ｃｍ以上であると規定した。

　本発明者らは、スクリーン印刷用メッシュ部材のメッシュ数と印刷精度の関係についても検討した。その結果、高粘度のペーストを用いた方が、印刷滲みが少なくなって、高精度の印刷が実現できることが判明した。また、こうした高精度の印刷を実現するためには、メッシュ数を２５０（本／インチ）以上にする必要がある。こうしたことから、本発明のメッシュ部材において、そのメッシュ数は、微細なパターンを印刷することができる２５０（本／インチ）以上であるものとした。圧延金属箔に孔を開けることにより形成されるメッシュ数が２５０（本／インチ）以上のメッシュ部材は、線幅と開口幅の合計であるピッチを１００μｍ以下とすることによって、得ることができる。

　圧延金属箔に孔開け加工したメッシュ部材は、開口率が小さいほど強度は高くなる。しかしながら、開口率が小さくなると開口部におけるペーストの充填量が少なくなって、印刷かすれが発生することがある。そこで、開口率を変えたメッシュ部材を試作し、スクリーン印刷用印刷版を作成して印刷試験を行ったところ、開口率が２５％未満では印刷かすれが発生するが、開口率が２５％以上では良好な印刷ができることが分かった。

　前述のとおり、メッシュ部材の単位幅当りの引張強度（Ｎ／ｃｍ）の計算上の最大値は、
　[圧延金属箔の引張強さ(Ｎ／ｍｍ²)]×［単位幅当りの最小断面積（ｍｍ²／ｃｍ）］
である。単位幅当りの最小断面積は、
　１０ｍｍ×厚さ（ｍｍ）×（１－√開口率（％））÷１ｃｍ
である。従って、単位幅当りの引張強度（Ｎ／ｃｍ）の計算上の最大値は、
　圧延金属箔の引張強さ（Ｎ／ｍｍ²)×１０ｍｍ×厚さ（ｍｍ）×（１－√開口率（％））÷１ｃｍ
であり、開口率が大きいほど単位幅当りの引張強度（Ｎ／ｃｍ）の計算上の最大値は小さくなる。

　メッシュ部材の負荷試験の結果から、スクリーン印刷用のメッシュ部材としては、単位幅当りの引張強度が２０Ｎ／ｃｍ以上必要である。このことから、メッシュ部材の開口率は、厚みが異なる場合でも、少なくとも単位幅当りの引張強度が２０Ｎ／ｃｍとなる開口率（計算上の最大開口率）以下である必要がある。計算上の最大開口率は、
　２０Ｎ／ｃｍ＝圧延金属箔の引張強さ（Ｎ／ｍｍ²）×１０ｍｍ×厚さ（ｍｍ）×（１－√開口率（％））÷１ｃｍ
の関係式から算出できるため、計算上の最大開口率は、下記（１）式で算出できることになる。

　即ち、メッシュ部材の開口率は、スクリーン印刷に必要な開口率２５％以上を確保するとともに、単位幅当りの引張強度２０Ｎ／ｃｍ以上を確保するために、上記（１）式で算出される計算上の最大開口率以下とすることが好ましい。

　本発明者らは、メッシュ部材の開口率が２５％以上かつ上記（１）式で算出される計算上の最大開口率以下である場合に、メッシュ部材の単位幅当りの引張強度が２０Ｎ／ｃｍ以上を確保できるかを検討した。このとき用いたステンレス箔の引張強さは１４３０Ｎ／ｍｍ²であることから、ステンレス箔からなるメッシュ部材の計算上の最大開口率は、
　［１－２０（Ｎ／ｃｍ）÷１４３０（Ｎ／ｍｍ²）÷厚さ(ｍｍ)÷１０］²×１００(％)
で算出できる。厚さが６μｍでは開口率が５９％、厚さが１０μｍでは開口率が７４％、厚さが１１μｍでは開口率が７６％、厚さが２１μｍでは開口率が８７％である。検討の結果、試験Ｎｏ．３～１１のメッシュ部材の開口率は、いずれも計算上の最大開口率以下であり、単位幅当りの引張強度が２０Ｎ／ｃｍ以上であった。試験Ｎｏ．１，２の開口率は厚さ６μｍでの計算上の最大開口率である５９％を超えており、単位幅当りの引張強度が２０Ｎ／ｃｍ未満であった。

　本発明のメッシュ部材において、多数形成される孔の形状（開口形状）は限定されず、例えば円形や六角形（メッシュ部材の全体形状がハニカム状）でもよい。しかしながら、図５にＡで示すような四角形状(メッシュ部材の全体形状が格子状)が、開口率を確保しながら強度を保持する上で好適である。

　また、孔の外観形状は限定されないが、印刷対象物に向かって広がるように形成されたものであることが好ましい。図６は、孔の外観形状を説明するための図である。図６（ａ）は、孔９の側壁が印刷対象物に向かって（６図の下方に向かって）垂直である、通常の孔の外観形状を示す。図６（ｂ）～（ｄ）では、線部１ａの断面形状を様々に工夫することによって、孔の外観形状が印刷対象物に向かって広がるように形成されている。図６（ｂ）は線部１ａの断面形状が逆台形状であることを示し、図６（ｃ）は線部１ａの断面形状が半円形状であることを示し、図６（ｄ）は線部１ａの断面形状が三角形状であることをそれぞれ示している。

　通常の形状の孔［図６（ａ）］に比べて、印刷対象物に向かって広がるように形成された孔の場合には［図６（ｂ）～（ｄ）］、ペーストの回り込みが良好なものとなるために、ペーストの粘度をあげることができ、印刷時の滲みをより少なくすることができる。例えば、圧延金属箔の片面側のみにレジストを塗布後、孔の開口パターンを露光・現像し、低濃度のエッチング液を使ってレジストを塗布した片面側のみからエッチングすることで圧延金属箔の片面をより多く溶かすことにより、図６（ｂ）～（ｄ）に示す各種外観形状の孔９を形成することができる。尚、孔の形状を印刷対象物に向かって広がるように形成した場合のメッシュ部材の開口率は、スキージ面側と印刷対象物面側の開口率の平均値とする。

　従来の金属細線を編んで作製されるメッシュ部材の製品の多くはステンレス鋼細線を採用しており、ペーストなどの周辺部材がステンレス鋼のメッシュ部材を前提に作られているため、素材となる圧延金属箔としてはステンレス鋼（ステンレス箔）が最も実用的である。ステンレス箔よりも強度の低いチタン箔、ニッケル箔、銅箔、アルミ合金箔（Ａｌ９５％～９８％）の引張試験を実施し、引張強さ（Ｎ／ｍｍ²)を測定した。これらの引張強さから、厚さ１５μｍの場合の計算上の最大開口率と、最も強度が得られる厚さ２５μｍの場合の計算上の最大開口率を算出した。そして、これらの計算上の最大開口率が、印刷かすれのない印刷に必要な開口率２５％以上となっているかを検討した。

　チタン箔、ニッケル箔、銅箔、アルミ合金箔の引張強さから算出された、厚さ１５μｍの場合と厚さ２５μｍの場合の最大開口率は、下記表３に示す通りであった。検討の結果、厚さ１５μｍの場合と厚さ２５μｍの場合には、全ての圧延金属箔の計算上の開口率について、スクリーン印刷用メッシュ部材として必要な開口率２５％以上が確保できていた。この結果から、本発明品を作成するための圧延金属箔として、ステンレス鋼の他、チタン若しくはチタン合金、ニッケルおよびニッケル合金、銅若しくは銅合金、アルミ合金が実用可能であることが分かる。尚、本発明で圧延金属箔の素材として用いることのできるチタン合金、ニッケル合金、銅合金、アルミ合金は、箔状にできるものであれば良い。例えば、チタン合金としてはＪＩＳＨ４６００　８０種等、ニッケル合金であればＪＩＳＣＳ２５２０（１９８６）ＮＣＨＲＷ１等、銅合金としてはＪＩＳＨ３１３０　Ｃ１７２０Ｒ－Ｈ等、アルミ合金としてはＪＩＳＨ４０００　５０５２等が挙げられる。このような圧延金属箔は、一般的に市販されており、容易に入手できる。

　素材となる圧延金属箔に多数の孔を形成する方法は、エッチング加工、ショットブラスト加工、レーザー加工等を採用できる。本発明者らは、圧延金属箔に孔開け加工するために、エッチング加工、ショットブラスト加工、レーザー加工を試みた。

　エッチング加工の場合は、圧延金属箔を張って、ガラスなどの表面が平坦な固定板に貼り付けた状態で以下の加工を行う。または、圧延金属箔を巻きつけたロールを張った状態、即ち圧延金属箔に皺（しわ）がないように張った状態で以下の加工を行う。まず圧延金属箔に感光性レジストをなるべく薄く塗布した後、マスクに描画したメッシュの開口部のパターンを露光、現像して、開口部のパターンを圧延金属箔に形成する。このとき、マスクに描画した微細なパターンを圧延金属箔に正確に露光するために、マスクと圧延金属箔をなるべく近づけて高解像度の露光を行うと共に、マスクに描画する開口部のパターンを、露光・現像およびエッチングによるずれを計算した形状とする。現像により開口部のみの感光性レジストを除去して、開口部のみの圧延金属箔を露出させる。圧延金属箔の種類に応じたエッチング液を使用して、開口部のみの圧延金属箔にエッチング液を接触させて、孔開け加工を行う。孔開け加工後に、感光性レジストを剥離することにより、本発明のメッシュ部材が得られる。

　ショットブラスト加工によってメッシュ部材を製造する場合は、まず、圧延金属箔を張ってガラスなどの硬く表面が平坦な固定板に貼り付けた状態で圧延金属箔にレジストを塗布する。その後、開口部パターンを露光、現像した後に、炭化ケイ素（ＳｉＣ）などの微粉研磨材を圧延金属箔にあてることにより、開口部を切削するようにすればよい。

　レーザー加工によってメッシュ部材を製造する場合は、圧延金属箔にレーザーを照射することにより孔が開けられる。各加工法の研究の結果、いずれの方法でも孔開けすることはできるが、開口の精度や速度の点からエッチング加工による孔開けが最も好適であることが判明した。

　以下、本発明を実施例によって更に詳細に説明するが、下記実施例は本発明を限定する性質のものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。

　［実施例１］
　市販のステンレス鋼圧延箔（東洋精箔株式会社製：規格ＳＵＳ３０４－Ｈ）を用い、開口部の形状が四角形となるようにエッチングにより孔開け加工することによって、メッシュ部材が得られた。このときのメッシュ部材の線部（図３、図６に示した１ａ）は平坦であり、厚さは１０μｍ、開口率は５３％、メッシュ数は４２０（本／インチ）である。このメッシュ部材の詳細な作製方法は次の通りである。まず、マスクに四角形状の開口パターン（ピッチ６０μｍ）を描画し、ステンレス鋼圧延箔にフォトレジストを塗布し、パターンを露光した後に現像した。現像後、エッチングにより孔開け加工し、最後にフォトレジストを剥離することにより、メッシュ部材が得られた。このメッシュ部材を用いて実際の印刷を行ったところ、メッシュ部材の破れも無く、印刷膜厚５μｍの印刷が可能であることが確認できた。このとき得られたメッシュ部材の形状を、図７（図面代用顕微鏡写真）に示す。

　［実施例２］
　市販のステンレス鋼圧延箔（東洋精箔株式会社製：規格ＳＵＳ３０４－Ｈ）を用い、開口部の形状が丸型となるようにエッチングにより孔開け加工することによって、メッシュ部材が得られた。得られたメッシュ部材の線部は平坦であり、厚さは１０μｍ、開口率は４７％、メッシュ数は２５０（本／インチ）である。このメッシュ部材の詳細な作製方法は次の通りである。まず、マスクに丸形状の開口パターン（ピッチ１００μｍ）を描画した後に、ステンレス鋼圧延箔にフォトレジストを塗布し、パターンを露光した後に現像した。現像後、エッチングにより孔開け加工し、最後にフォトレジストを剥離することにより、メッシュ部材が得られた。このメッシュ部材を用いて実際の印刷を行ったところ、メッシュ部材の破れも無く、印刷膜厚５μｍの印刷が可能であることが確認できた。このとき得られたメッシュ部材の形状を、図８（図面代用顕微鏡写真）に示す。

　［実施例３］
　市販のステンレス鋼圧延箔（東洋精箔株式会社製：規格ＳＵＳ３０４－Ｈ）を用い、開口部の形状が丸型となるようにエッチングにより孔開け加工することによって、メッシュ部材が得られた。メッシュ部材の線部は平坦であり、厚さは２１μｍ、開口率は５５％、メッシュ数は２５０（本／インチ）である。このメッシュ部材の詳細な作製方法は次の通りである。まず、マスクに丸形状の開口パターン（ピッチ１００μｍ）を描画した後に、ステンレス鋼圧延箔にフォトレジストを塗布し、パターンを露光した後に現像した。現像後、エッチングにより孔開け加工し、最後にフォトレジストを剥離することにより、メッシュ部材が得られた。このメッシュ部材を用いて実際の印刷を行ったところ、メッシュ部材の破れも無く、印刷膜厚１２μｍの印刷が可能なことが確認できた。このとき得られたメッシュ部材の形状を、図９（図面代用顕微鏡写真）に示す。

　［実施例４］
　めっき法により作製された電解金属箔に孔開け加工することにより得られた電解箔メッシュ部材と、本発明の圧延金属箔メッシュ部材の強度を比較検討するために、電解箔メッシュ部材および本発明の圧延金属箔メッシュ部材の引張試験を行った。電解箔メッシュ部材は、市販の電解ニッケル箔（福田金属箔粉工業株式会社製、Ｎｉ：９９％以上）にエッチングで孔開け加工することにより作製された。電解箔メッシュ部材は、線部を構成する両面が平坦、厚さ２５μｍ、メッシュ数２５０（本／インチ）、開口率６２％、孔の側壁が垂直である。本発明の圧延金属箔メッシュ部材は、市販の圧延ニッケル箔（東洋精箔株式会社製、規格ＶＮｉ－Ｈ）にエッチングで孔開け加工することにより作製された。圧延ニッケル箔を加工したメッシュ部材は、線部を構成する両面が平坦、厚さ２０μｍ、メッシュ数２５０（本／インチ）、開口率６７％、孔の側壁が垂直である。各メッシュ部材から、幅１５ｍｍ、標点距離１００ｍｍの試験片を切り出し、引張試験を実施した。

　図１０は、各試験片の単位幅当りの引張強度を示す。従来の電解ニッケル箔メッシュ部材は、試験片ごとの単位幅当りの引張強度のばらつきが、本発明の圧延ニッケル箔メッシュ部材よりも大きかった。

　この結果から、圧延金属箔に孔開け加工することにより強度のばらつきが少ないメッシュ部材を実現できることが分かる。また、各試験片の単位幅当りの引張強度の平均値は、電解ニッケル箔メッシュ部材が１８Ｎ／ｃｍ、圧延ニッケル箔メッシュ部材が２８Ｎ／ｃｍであった。圧延ニッケル箔メッシュ部材のほうが、電解ニッケル箔メッシュ部材よりも薄い厚みと、大きな開口率を有するにもかかわらず、高い強度が得られた。

　以上のとおり、本発明を詳細に、また特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。本出願は２００９年１月３０日出願の日本特許出願（特願２００９－０２０２８２）および２００９年１２月２４日出願の日本特許出願（特願２００９－２９３１８２）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

　本発明のメッシュ部材は、線部に平坦な面を持つため、表面に凹凸を有する細線を編んだメッシュに比べて、スキージの移動がスムースになり、ペーストを均等に引き伸ばし易い。また、平滑な部分の存在によって、コンビネーションマスク（周辺が樹脂メッシュで中央部が金属メッシュのマスク）を製作時に、樹脂メッシュとの接着が容易となるという利点もある。

　ところで、ステンレス等の細線を編んだメッシュ部材では、感光性乳剤を塗布した後の露光の際に光が細線表面にあたって反射方向が変わるために、本来感光性乳剤を硬化させないパターン部の感光性乳剤まで硬化させてしまう。この印刷版作成時の露光時のハレーションは、開口率が大きいほどが少ない。しかしながら、平坦な面を有する本発明のメッシュ部材では、同じ開口率であっても、細線を編んで作製されたメッシュ部材に比べて、光の反射方向が一定となる。そのため、露光時のハレーションが少なくなり、印刷パターンの幅が均一となり、印刷版の解像度が高くなることが期待できる。

１　細線
２　開口部
３　印刷パターン部
４　感光性乳剤（樹脂）
５　印刷版
６　スキージ
７　ペースト（インク）
７ａ　滲み
８　印刷対象物
９　孔

Claims

　スクリーン印刷用メッシュ部材であって、
　圧延金属箔に多数の孔を開けることにより多数の開口部および線部が作製されるとともに、前記線部を構成する少なくとも片方の面が平坦であり、
　厚さが５μｍ以上かつ２５μｍ以下であるとともに、引張試験を行ったときの破断荷重（Ｎ）を引張試験片の幅１ｃｍあたりに換算した引張強度が２０Ｎ／ｃｍ以上であり、
　メッシュ数が２５０（本／インチ）以上であることを特徴とするスクリーン印刷用メッシュ部材。
　開口率が２５％以上かつ下記（１）式で規定される値以下である請求項１に記載のメッシュ部材。
　前記開口部の外観形状が、印刷対象物に向かって広がるように形成される請求項１または２に記載のメッシュ部材。
　前記圧延金属箔は、ステンレス鋼、チタン若しくはチタン合金、ニッケル若しくはニッケル合金、銅若しくは銅合金、およびアルミ合金のいずれかからなるものである請求項１に記載のメッシュ部材。