特開 2023-165191 スクリーン印刷マスクの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023165191

(43)【公開日】2023-11-15

(54)【発明の名称】スクリーン印刷マスクの製造方法

(51)【国際特許分類】

   B41C 1/055 20060101AFI20231108BHJP

   B41N 1/24 20060101ALI20231108BHJP

   H05K 3/34 20060101ALI20231108BHJP

   G03F 7/12 20060101ALI20231108BHJP

【ＦＩ】

B41C1/055 511

B41N1/24

H05K3/34 505D

G03F7/12

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022075939

(22)【出願日】2022-05-02

(71)【出願人】

【識別番号】300071823

【氏名又は名称】株式会社ボンマーク

(74)【代理人】

【識別番号】110003199

【氏名又は名称】弁理士法人高田・高橋国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】馬場 泰行

【テーマコード（参考）】

2H084

2H114

2H196

5E319

【Ｆターム（参考）】

2H084AA30

2H084BB08

2H084BB13

2H084CC10

2H084CF02

2H114AB09

2H114AB11

2H114AB13

2H114AB17

2H114BA02

2H114DA72

2H114EA01

2H196AA19

2H196AA20

2H196AA24

2H196BA01

2H196BA09

2H196HA27

2H196LA01

5E319BB05

5E319CC33

5E319CD29

5E319GG15

(57)【要約】

【課題】印刷パターンが微細になっても価格の上昇を抑えることができるスクリーン印刷マスクの製造方法を提供する。
【解決手段】先ず、母材３０に第１レジスト３１を形成する。次に、第１レジスト３１に対し、ガラス乾板３２を用いてメッシュ状の露光を行い、直描機によりパターンに応じた露光を行う。次に、第１レジスト３１を現像し、第１めっき層１０を形成する。次に、第１めっき層１０を覆うように第２レジスト３３を形成する。次に、直描機により、第２レジスト３３に対してパターンに応じた露光を行う。次に、第２レジスト３３を現像した後に第２めっき層２０を形成し、第２レジスト３３を除去する。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

被印刷物に特定のパターンで導電性ペーストを印刷するためのスクリーン印刷マスクを製造する方法であって、
母材に、層状の第１レジストを形成する第１工程と、
前記第１工程の後、ガラス乾板を用いて、前記第１レジストに対してメッシュ状の露光を行う第２工程と、
前記第１工程の後、直描機により、前記第１レジストに対して前記パターンに応じた露光を行う第３工程と、
前記第２工程及び前記第３工程の後、前記第１レジストを現像する第４工程と、
前記第４工程の後、前記母材にめっきすることによって第１めっき層を形成する第５工程と、
前記第５工程の後、前記第１めっき層を覆うように第２レジストを形成する第６工程と、
前記第６工程の後、直描機により、前記第２レジストに対して前記パターンに応じた露光を行う第７工程と、
前記第７工程の後、前記第２レジストを現像する第８工程と、
前記第８工程の後、前記第１めっき層にめっきすることによって第２めっき層を形成する第９工程と、
前記第９工程の後、前記第２レジストを除去する第１０工程と、
を備えたスクリーン印刷マスクの製造方法。

【請求項2】

前記第１工程において、前記第１レジストとして、ポジ型のレジストが用いられ、
前記第３工程において、前記パターンに対応する領域以外の領域に、前記直描機からの光が当てられる請求項１に記載のスクリーン印刷マスクの製造方法。

【請求項3】

前記第３工程は、前記第２工程の後に行われる請求項１又は請求項２に記載のスクリーン印刷マスクの製造方法。

【請求項4】

前記第５工程において、前記母材に、前記第１レジストの厚さより大きい厚さを有する前記第１めっき層を形成する請求項１又は請求項２に記載のスクリーン印刷マスクの製造方法。

【請求項5】

前記第１０工程において、前記第２レジストとともに前記第１レジストを除去する請求項１又は請求項２に記載のスクリーン印刷マスクの製造方法。

【請求項6】

前記第６工程において、前記第２レジストとして、ネガ型のドライフィルムレジストが用いられる請求項１又は請求項２に記載のスクリーン印刷マスクの製造方法。

【請求項7】

前記第６工程において、前記第２レジストとして、ポジ型又はネガ型の液体レジストが用いられる請求項１又は請求項２に記載のスクリーン印刷マスクの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、スクリーン印刷マスクの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１に、スクリーン印刷版が記載されている。特許文献１に記載されたスクリーン印刷版には、ステンレスメッシュが用いられている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６６０３８３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ステンレスメッシュは、メッシュを表す数値が大きくなるほど網目が小さくなる。印刷パターンが微細になると、当該数値が大きいステンレスメッシュを使用しなければならない。しかし、当該数値が大きいステンレスメッシュは高価であるため、スクリーン印刷マスクも高価になってしまう。

【0005】

本開示は、上述のような課題を解決するためになされた。本開示の目的は、印刷パターンが微細になっても価格の上昇を抑えることができるスクリーン印刷マスクの製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示に係るスクリーン印刷マスクの製造方法は、被印刷物に特定のパターンで導電性ペーストを印刷するためのスクリーン印刷マスクを製造する方法である、本製造方法は、母材に、層状の第１レジストを形成する第１工程と、第１工程の後、ガラス乾板を用いて、第１レジストに対してメッシュ状の露光を行う第２工程と、第１工程の後、直描機により、第１レジストに対してパターンに応じた露光を行う第３工程と、第２工程及び第３工程の後、第１レジストを現像する第４工程と、第４工程の後、母材にめっきすることによって第１めっき層を形成する第５工程と、第５工程の後、第１めっき層を覆うように第２レジストを形成する第６工程と、第６工程の後、直描機により、第２レジストに対してパターンに応じた露光を行う第７工程と、第７工程の後、第２レジストを現像する第８工程と、第８工程の後、第１めっき層にめっきすることによって第２めっき層を形成する第９工程と、第９工程の後、第２レジストを除去する第１０工程と、を備える。

【発明の効果】

【0007】

本開示に係るスクリーン印刷版の製造方法であれば、印刷パターンが微細になっても価格の上昇を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】スクリーン印刷版の例を示す図である。

【図2】図１に示すスクリーン印刷版の断面を示す図である。

【図3】スクリーン印刷マスクを図２に示すＡ方向から見た図である。

【図4】図３のＢ－Ｂ断面を示す図である。

【図5】実施の形態１におけるスクリーン印刷マスクの製造方法の例を示すフローチャートである。

【図6】スクリーン印刷マスクの製造方法を説明するための図である。

【図7】スクリーン印刷マスクの製造方法を説明するための図である。

【図8】スクリーン印刷マスクの製造方法を説明するための図である。

【図9】ガラス乾板を図６（ｃ）に示すＣ方向から見た図である。

【図10】第１レジストを図７（ａ）に示すＥ方向から見た図である。

【図11】実施の形態１に示す方法で実際に製造したスクリーン印刷マスクの顕微鏡写真を示す。

【図12】実施の形態１に示す方法で実際に製造したスクリーン印刷マスクの顕微鏡写真を示す。

【図13】実施の形態１に示す方法で実際に製造したスクリーン印刷マスクの顕微鏡写真を示す。

【図14】実施の形態１に示す方法で実際に製造したスクリーン印刷マスクの顕微鏡写真を示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、図面を参照して詳細な説明を行う。重複する説明は、適宜簡略化或いは省略する。各図において、同一の符号は同一の部分又は相当する部分を示す。

【0010】

実施の形態１．
図１は、スクリーン印刷版１の例を示す図である。図２は、図１に示すスクリーン印刷版１の断面を示す図である。スクリーン印刷版１は、スクリーン印刷マスク２、紗３、及び枠４を備える。スクリーン印刷マスク２は、紗３を介して枠４に設けられる。紗３は、スクリーン印刷マスク２の周囲に配置される。紗３によってスクリーン印刷マスク２に張力が付与される。

【0011】

図３は、スクリーン印刷マスク２を図２に示すＡ方向から見た図である。図４は、図３のＢ－Ｂ断面を示す図である。スクリーン印刷マスク２は、被印刷物に特定のパターンで導電性ペーストを印刷するために使用される。以下においては、当該パターンを印刷パターンともいう。被印刷物には、電子回路基板が含まれる。導電性ペーストには、半田ペースト、銀ペースト、及び銅ペーストが含まれる。図４では、スクリーン印刷マスク２の使用時の状態を表すため、基板５を二点鎖線で示している。

【0012】

スクリーン印刷マスク２は、第１めっき層１０、及び第２めっき層２０を備える。第２めっき層２０は、めっき法によって形成される。第２めっき層２０は、印刷パターンに合わせて形成された開口２１を有する。即ち、スクリーン印刷マスク２を使用して被印刷物に導電性ペーストを印刷する場合は、印刷パターンに合わせて開口２１が配置される。

【0013】

第１めっき層１０は、めっき法によって形成される。第１めっき層１０のうち、開口２１の内側に配置される部分は、メッシュ状に形成される。スクリーン印刷マスク２を使用して被印刷物に導電性ペーストを印刷する場合、導電性ペーストは、第１めっき層１０のメッシュ状に形成された部分を通過し、開口２１に供給される。

【0014】

図３に示す例では、メッシュ状に形成された部分の桟が９０度で交差する。当該交差角度は、９０度より大きい角度でも良いし、９０度より小さい角度でも良い。図３に示す例では、メッシュ状に形成された部分の桟が印刷方向に対して４５度に傾いている。印刷方向に対する当該角度は、４５度より大きい角度でも良いし、４５度より小さい角度でも良い。図３に示す例では、メッシュ状に形成された部分の桟の断面形状が逆きのこ形である。当該断面形状は、他の形状であっても良い。

【0015】

次に、図５から図８も参照し、スクリーン印刷マスク２を製造する方法について説明する。図５は、実施の形態１におけるスクリーン印刷マスク２の製造方法の例を示すフローチャートである。図６から図８は、スクリーン印刷マスク２の製造方法を説明するための図である。図６から図８では、図３のＢ－Ｂ断面に相当する断面を示している。

【0016】

先ず、Ｓ１０１において、母材３０の上に、層状の第１レジスト３１を形成する第１工程を行う。具体的に、第１工程では、先ず、図６（ａ）に示すように導電性の母材３０を用意する。次に、図６（ｂ）に示すように、母材３０の表面３０ａに、第１レジスト３１を層状に形成する。第１レジスト３１は、一定の厚さを有する。一例として、第１レジスト３１として、ポジ型のレジストが用いられる。

【0017】

第１工程の後、Ｓ１０２において、第１レジスト３１に対してメッシュ状の露光を行う第２工程を行う。第２工程では、ガラス乾板３２が用いられる。具体的に、第２工程では、図６（ｃ）に示すように、ガラス乾板３２が第１レジスト３１の表面３１ａに対向するように、ガラス乾板３２を第１レジスト３１の上に配置する。表面３１ａは、表面３０ａが向く方向と同じ方向を向く表面である。

【0018】

図９は、ガラス乾板３２を図６（ｃ）に示すＣ方向から見た図である。図９では、ガラス乾板３２の一部を示している。例えば、ガラス乾板３２は、板状のガラス材３２ａの表面に、特定のパターンで光が透過しない領域が形成されたものである。以下においては、当該領域を光不透過領域３２ｂとも表記する。一例として、光不透過領域３２ｂは、クロムめっきが施されることによって形成される。

【0019】

図９に示す例では、光が透過する領域がメッシュ状となるように、四角形状の光不透過領域３２ｂがガラス材３２ａの表面に規則正しく並んでいる。

【0020】

ガラス乾板３２を第１レジスト３１の上に配置すると、次に、図６（ｄ）に示すように、ガラス乾板３２の上方から第１レジスト３１の表面３１ａに向けて光を照射する。第２工程における露光では、例えば平行露光機が使用される。平行露光機からの光は、光不透過領域３２ｂを透過しない。これにより、平行露光機からの光は、第１レジスト３１に対してメッシュ状に当たる。ガラス乾板３２を用いた露光が完了すると、第１レジスト３１の上からガラス乾板３２を取り除く。

【0021】

第２工程の後、Ｓ１０３において、第１レジスト３１に対して印刷パターンに応じた露光を行う第３工程を行う。第３工程では、直描機が用いられる。図６（ｅ）に示す領域Ｄは、印刷パターンに対応する領域である。本実施の形態に示す例では、第１レジスト３１としてポジ型のレジストが使用されているため、第３工程では、領域Ｄ以外の領域に直描機からの光を当てる。なお、第３工程における露光では、直描機からの光が領域Ｄの内側に多少入り込んでも構わない。

【0022】

第３工程の後、Ｓ１０４において、第１レジスト３１を現像する第４工程を行う。これにより、図７（ａ）に示すように、第１めっき層１０においてメッシュ状に形成する部分に対応する第１レジスト３１だけが母材３０の上に残る。図１０は、第１レジスト３１を図７（ａ）に示すＥ方向から見た図である。図１０は、第４工程が完了した時の第１レジスト３１の状態を示す。

【0023】

第４工程の後、Ｓ１０５において、第１めっき層１０を形成する第５工程を行う。第５工程では、めっき法によって母材３０の表面３０ａにめっきが行われる。めっき法として電鋳法を採用することが好適である。これにより、図７（ｂ）に示すように、第１めっき層１０が表面３０ａに形成される。図７（ｂ）は、第５工程において、第１レジスト３１の厚さより大きい厚さを有する第１めっき層１０を母材３０の表面３０ａに形成する好適な例を示す。即ち、母材３０上のめっきの厚さが第１レジスト３１の厚さを超えると、めっきは、第１レジスト３１の厚さを超えた部分を基礎として水平方向にも成長する。これにより、第１めっき層１０のうちメッシュ状に形成される部分の断面形状は、先端部分にＲ形状を有するきのこ形になる。

【0024】

第５工程の後、Ｓ１０６において、第２レジスト３３を形成する第６工程を行う。具体的に、第６工程では、図７（ｃ）に示すように、第１めっき層１０を覆うように第２レジスト３３を形成する。一例として、第２レジスト３３として、ネガ型のドライフィルムレジストが用いられる。かかる場合、第２レジスト３３は、第１めっき層１０の表面１０ａに一定の厚さで形成される。表面１０ａは、表面３０ａが向く方向と同じ方向を向く表面である。第２レジスト３３として、ポジ型のドライフィルムレジストが用いられても良い。

【0025】

上述したように、第１めっき層１０の厚さは、第１レジスト３１の厚さと一致しない。このため、第５工程が完了した時に母材３０上に存在するものの表面には、凹凸が形成される。この凹凸のためにネガ型或いはポジ型のドライフィルムレジストを第２レジスト３３として用いることができない場合は、第２レジスト３３として、ネガ型の液体レジストを用いても良い。他の例として、第２レジスト３３として、ポジ型の液体レジストを用いても良い。

【0026】

第６工程の後、Ｓ１０７において、第２レジスト３３に対して印刷パターンに応じた露光を行う第７工程を行う。第７工程では、直描機が用いられる。第２レジスト３３としてネガ型のレジストが使用されていれば、第７工程では、図７（ｄ）に示すように、領域Ｄに直描機からの光を当てる。

【0027】

図７工程の後、Ｓ１０８において、第２レジスト３３を現像する第８工程を行う。これにより、図８（ａ）に示すように、第１めっき層１０においてメッシュ状に形成された部分を覆うように第２レジスト３３が残る。図８（ａ）に示す例では、第１レジスト３１も第２レジスト３３によって覆われる。

【0028】

第８工程の後、Ｓ１０９において、第２めっき層２０を形成する第９工程を行う。第９工程では、めっき法によって第１めっき層１０の表面１０ａにめっきが行われる。第９工程においても、めっき法として電鋳法を採用することが好適である。これにより、図８（ｂ）に示すように、第２めっき層２０が表面１０ａに形成される。図８（ｂ）は、第９工程において、第２めっき層２０の厚さが第２レジスト３３の厚さを超えない好適な例を示す。

【0029】

第９工程の後、Ｓ１１０において、第１レジスト３１及び第２レジスト３３を除去する第１０工程を行う。図８（ｃ）に示すように、第２レジスト３３が除去された部分が、第２めっき層２０の開口２１になる。

【0030】

最後に、第１めっき層１０を母材３０から分離する。これにより、図３及び図４に示すようなスクリーン印刷マスク２を得ることができる。また、スクリーン印刷マスク２を紗３を介して枠４に張り付けることにより、スクリーン印刷版１が完成する。

【0031】

図１１から図１４は、実施の形態１に示す方法で実際に製造したスクリーン印刷マスク２の顕微鏡写真を示す。図１１は、スクリーン印刷マスク２を第１めっき層１０側から見た写真である。図１２から図１４は、スクリーン印刷マスク２を第２めっき層２０側から斜めに見た写真である。図１２から図１４は、それぞれ異なる印刷パターンを示している。

【0032】

本実施の形態に示す例では、メッシュ状に形成された部分を有する第１めっき層１０がめっき法によって形成される。従来のように、スクリーン印刷マスクにステンレスメッシュを用いる必要はない。このため、印刷パターンが微細になってもスクリーン印刷マスク２の価格の上昇を抑えることができる。

【0033】

本実施の形態に示す例では、メッシュ状の部分を作り出すための第１レジスト３１が、ガラス乾板３２を用いた露光によって形成される。ガラス乾板３２を用いた露光は、非常に精度が高い。このため、ガラス乾板３２を用いた露光を採用することにより、例えば第１めっき層１０に１０００メッシュ相当のメッシュ部分を形成する場合でも容易に作製することができる。

【0034】

一般に、ガラス乾板は高価である。しかし、本実施の形態に示す例では、ガラス乾板３２を用いてメッシュ状の露光を行い、直描機を用いて印刷パターンに応じた露光を行う。このため、印刷パターンが異なる場合でも、メッシュ形状が同じであれば、同じガラス乾板３２を用いてスクリーン印刷マスク２を作製することができる。例えば、６５０メッシュ相当のガラス乾板３２、８４０メッシュ相当のガラス乾板３２、及び１０００メッシュ相当のガラス乾板３２を用意しておけば、種々のスクリーン印刷マスク２に対応することができる。このため、本実施の形態に示す例であれば、スクリーン印刷マスク２の単価を抑えることができる。

【0035】

なお、例えば５００～８４０メッシュ相当のメッシュ部分を直描機で描画するためには、直描機において３μｍ以下の描画精度が必要になる。通常のプリント基板用の直描機では、このような描画精度を実現することはできない。超高精度な直描機であればそのような描画精度を実現することも可能であるが、直描機が非常に高価になってしまう。本実施の形態に示す例であれば、このような高価な直描機を用いる必要もない。

【0036】

本実施の形態では、第２工程の後に第３工程を行う例について説明した。第２工程及び第３工程は、第１工程が行われた後で第４工程より前に行われれば良い。例えば、第３工程の後に第２工程を行っても良い。

【0037】

本実施の形態では、第１０工程において、第２レジスト３３とともに第１レジスト３１を除去する例について説明した。第１レジスト３１は、第５工程の後で第６工程の前に除去されても良い。

【符号の説明】

【0038】

１ スクリーン印刷版、 ２ スクリーン印刷マスク、 ３ 紗、 ４ 枠、 ５ 基板、 １０ 第１めっき層、 １０ａ 表面、 ２０ 第２めっき層、 ２１ 開口、 ３０ 母材、 ３０ａ 表面、 ３１ 第１レジスト、 ３１ａ 表面、 ３２ ガラス乾板、 ３２ａ ガラス材、 ３２ｂ 光不透過領域、 ３３ 第２レジスト

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】