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特許7335614スクリーンマスク、スクリーンマスクの製造方法及び印刷物の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-08-22
(45)【発行日】2023-08-30
(54)【発明の名称】スクリーンマスク、スクリーンマスクの製造方法及び印刷物の製造方法
(51)【国際特許分類】
B41N 1/24 20060101AFI20230823BHJP
B41C 1/14 20060101ALI20230823BHJP
B41M 1/12 20060101ALI20230823BHJP
H05K 3/12 20060101ALI20230823BHJP
【ＦＩ】
B41N1/24
B41C1/14
B41M1/12
H05K3/12 610P
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2020079334
(22)【出願日】2020-04-28
(65)【公開番号】P2021172046
(43)【公開日】2021-11-01
【審査請求日】2021-05-14
(73)【特許権者】
【識別番号】000176534
【氏名又は名称】ミタニマイクロニクス株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110003708
【氏名又は名称】弁理士法人鈴榮特許綜合事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100108855
【弁理士】
【氏名又は名称】蔵田 昌俊
(74)【代理人】
【識別番号】100103034
【弁理士】
【氏名又は名称】野河 信久
(74)【代理人】
【識別番号】100179062
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 正
(74)【代理人】
【識別番号】100153051
【弁理士】
【氏名又は名称】河野 直樹
(74)【代理人】
【識別番号】100199565
【弁理士】
【氏名又は名称】飯野 茂
(74)【代理人】
【識別番号】100162570
【弁理士】
【氏名又は名称】金子 早苗
(72)【発明者】
【氏名】坪井 恵
(72)【発明者】
【氏名】松本 華奈
(72)【発明者】
【氏名】小林 誠
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 好信
【審査官】中村 博之
(56)【参考文献】
【文献】実開昭６２－１２８８５６（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００９－１６６３９１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１００３６７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－００３１４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－２９７２２２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５１－０７４７０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０３－１６６７９２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－１９９１７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭６３－１０６６６４（ＪＰ，Ｕ）
【文献】米国特許第０４６７８５３１（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｂ４１Ｎ １／２４
Ｂ４１Ｃ １／１４
Ｂ４１Ｍ １／１２
Ｈ０５Ｋ ３／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
塗布材を透過可能な孔を有するサポート材と、前記サポート材に形成され、厚さ方向に貫通するとともに前記塗布材が通過する開口部と、前記開口部と少なくとも一部が連通するとともに前記塗布材の吐出側である印刷面側の表面が他方側に退避する凹部と、を有する、マスク膜と、を備えるスクリーンマスクを、対向面に部品を有する印刷対象物に、前記凹部に前記部品が配されるように、対向配置させ、前記塗布材を前記開口部から供給することにより、前記開口部の形状に対応するパターンで塗布材を形成するとともに、前記開口部を通じて塗布材を前記凹部内に周りこませて塗布材を前記凹部にある前記部品の周りに形成し、前記部品に接続させる、印刷物の製造方法。
【請求項2】
前記塗布材は導電性であり、前記印刷対象物は基板であり、前記塗布材により前記部品に接続される配線パターンを形成する、請求項１に記載の印刷物の製造方法。
【請求項3】
塗布材を透過可能な孔を有するサポート材と、前記サポート材に形成され、厚さ方向に貫通するとともに前記塗布材が通過する開口部と、前記開口部と少なくとも一部が異なる位置に形成され前記塗布材の吐出側である印刷面側の表面が他方側に退避する凹部と、を有する、マスク膜と、
を備え、
前記凹部は、印刷対象物に配される部品に対向する位置に形成され、少なくとも一部が前記開口部と連続し、前記部品との干渉を回避するとともに前記塗布材が前記開口部を通じて前記凹部に周り込み、前記部品に接続するように構成される、スクリーンマスク。
【請求項4】
塗布材を透過可能な孔を有するサポート材と、前記サポート材に形成され、厚さ方向に貫通するとともに前記塗布材が通過する開口部と、前記開口部と少なくとも一部が異なる位置に形成され前記塗布材の吐出側である印刷面側の表面が他方側に退避する凹部と、を有する、マスク膜と、
を備え、
前記凹部は、印刷対象物に配される部品に対向する位置に形成され、両側に配される前記開口部と連続し、前記部品との干渉を回避するとともに前記塗布材が前記開口部を通じて前記凹部に周りこみ、前記部品に接続するように構成される、スクリーンマスク。
【請求項5】
塗布材を透過可能な孔を有するサポート材と、前記サポート材に形成され、厚さ方向に貫通するとともに前記塗布材が通過する開口部と、前記開口部と少なくとも一部が異なる位置に形成され前記塗布材の吐出側である印刷面側の表面が他方側に退避する凹部と、を有する、マスク膜と、
を備え、
前記凹部は、印刷対象物に配される部品に対向する位置に形成され、片側の側部が前記開口部に連続し、前記部品との干渉を回避するとともに前記塗布材が前記開口部を通じて前記凹部に周りこみ、前記部品に接続するように構成される、スクリーンマスク。
【請求項6】
複数の異なる高さの前記凹部を有する、請求項３乃至５のいずれかに記載のスクリーンマスク。
【請求項7】
前記凹部は、印刷面からの深さΔＤが、３μｍ以上、乳厚ＴＥ以下であり、前記乳厚ＴＥは、スクリーンマスクの総厚Ｔの８０％未満である、請求項３乃至６のいずれかに記載のスクリーンマスク。
【請求項8】
前記塗布材は導電性であり、前記印刷対象物は基板であり、前記塗布材により前記部品に接続される配線パターンを形成する請求項３乃至７のいずれかに記載のスクリーンマスク。
【請求項9】
請求項３乃至８のいずれかに記載のスクリーンマスクを、対向面に部品を有する印刷対象物に、前記凹部に前記部品が配されるように、対向配置させ、前記塗布材を前記開口部から供給することにより、前記開口部の形状に対応するパターンで塗布材を形成するとともに、前記開口部を通じて塗布材を前記凹部の前記部品に接続させる、印刷物の製造方法。
【請求項10】
塗布材を透過可能な孔を有するサポート材に第１の乳剤を塗布して第１の乳剤層を形成する第１層形成工程と、第１の乳剤層に所定の第１露光パターンでマスクレス露光する第１パターニング工程と、
前記第１の乳剤層に第２の乳剤を重ねて塗布して第２の乳剤層を形成する第２層形成工程と、
シーズニング工程と、
前記第１露光パターンとは異なる第２露光パターンにてマスクレス露光する第２パターニング工程と、
エッチング処理により前記第１の乳剤層及び前記第２の乳剤層に開口部を形成するとともに、片側または両側が、前記開口部と連続し、一方側の表面が他方側に退避し、印刷対象物に配される部品に対向する位置に形成され前記部品との干渉を回避するとともに前記塗布材が前記開口部を通じて周りこむことで前記部品に接続するように構成される凹部を形成する、エッチング処理と、を備え、請求項３乃至８のいずれかに記載のスクリーンマスクを形成する、スクリーンマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、スクリーンマスク、スクリーンマスクの製造方法及び印刷物の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
印刷手法の一つであるスクリーン印刷はサポート材であるメッシュ上に樹脂組成物で形成された所定のパターン開口が形成されたスクリーンマスクを用い、被印刷物に任意の印刷体を形成する方法である。このスクリーン印刷法は、例えば配線、電極、蛍光材料の印刷等、種々の印刷に用いられ、電子部品等を含む様々な分野で利用されている。
【0003】
近年、電子部品の小型化、高品質化により、スクリーンマスクの高精度化が求められている。
【0004】
例えば、スクリーンマスクは、塗布材を透過可能な孔を有するメッシュと、メッシュに設けられパターン開口を有するマスク膜と、を備える。マスク膜に形成されるパターン開口は、例えば印刷パターンに対応した形状であり、所定の幅を有している。例えばマスク膜を形成する乳剤をメッシュに塗布した後に、フォトマスク重ねた露光処理によってパターン開口を形成している。
【0005】
このようなスクリーンマスクを用いて印刷物を製造する場合、たとえば基板などの印刷の対象物に部品などの突起物があると、マスクに負荷がかかり損傷する原因となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特開２０１３－１６９７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
このようなスクリーンマスクにおいて、印刷時の負荷を低減できるスクリーンマスク、スクリーンマスクの製造方法及び印刷物の製造方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
一形態にかかる印刷物の製造方法は、 塗布材を透過可能な孔を有するサポート材と、前記サポート材に形成され、厚さ方向に貫通するとともに前記塗布材が通過する開口部と、前記開口部と少なくとも一部が連通するとともに前記塗布材の吐出側である印刷面側の表面が他方側に退避する凹部と、を有する、マスク膜と、を備えるスクリーンマスクを、対向面に部品を有する印刷対象物に、前記凹部に前記部品が配されるように、対向配置させ、前記塗布材を前記開口部から供給することにより、前記開口部の形状に対応するパターンで塗布材を形成するとともに、前記開口部を通じて塗布材を前記凹部内に周りこませて塗布材を前記凹部にある前記部品の周りに塗布材を形成し、前記部品に接続させる。
他の一形態にかかるスクリーンマスクは、塗布材を透過可能な孔を有するサポート材と、前記サポート材に形成され、厚さ方向に貫通するとともに前記塗布材が通過する開口部と、前記開口部と少なくとも一部が異なる位置に形成され前記塗布材の吐出側である印刷面側の表面が他方側に退避する凹部と、を有する、マスク膜と、を備え、前記凹部は、印刷対象物に配される部品に対向する位置に形成され、少なくとも一部が前記開口部と連続し、前記部品との干渉を回避するとともに前記塗布材が前記開口部を通じて前記凹部に周り込み、前記部品に接続するように構成される。
他の一形態にかかるスクリーンマスクは、塗布材を透過可能な孔を有するサポート材と、前記サポート材に形成され、厚さ方向に貫通するとともに前記塗布材が通過する開口部と、前記開口部と少なくとも一部が異なる位置に形成され前記塗布材の吐出側である印刷面側の表面が他方側に退避する凹部と、を有する、マスク膜と、を備え、前記凹部は、印刷対象物に配される部品に対向する位置に形成され、両側に配される前記開口部と連続し、前記部品との干渉を回避するとともに前記塗布材が前記開口部を通じて前記凹部に周りこみ、前記部品に接続するように構成される。
他の一形態にかかるスクリーンマスクは、塗布材を透過可能な孔を有するサポート材と、前記サポート材に形成され、厚さ方向に貫通するとともに前記塗布材が通過する開口部と、前記開口部と少なくとも一部が異なる位置に形成され前記塗布材の吐出側である印刷面側の表面が他方側に退避する凹部と、を有する、マスク膜と、を備え、前記凹部は、印刷対象物に配される部品に対向する位置に形成され、片側の側部が前記開口部に連続し、前記部品との干渉を回避するとともに前記塗布材が前記開口部を通じて前記凹部に周りこみ、前記部品に接続するように構成される。
他の一形態にかかるスクリーンマスクは、塗布材を透過可能な孔を有するサポート材と、前記サポート材に形成され、厚さ方向に貫通するとともに前記塗布材が通過する開口部と、前記開口部と少なくとも一部が異なる位置に形成され前記塗布材の吐出側である印刷面側の表面が他方側に退避する凹部と、を有する、マスク膜と、を備え、前記凹部は、印刷対象物に配される部品に対向する位置に形成され、少なくとも一部が前記開口部と連続し、前記部品との干渉を回避するとともに前記塗布材が前記開口部を通じて前記凹部に周り込み、前記部品に接続するように構成される。
他の一形態にかかるスクリーンマスクは、塗布材を透過可能な孔を有するサポート材と、前記サポート材に形成され、厚さ方向に貫通するとともに前記塗布材が通過する開口部と、前記開口部と少なくとも一部が異なる位置に形成され前記塗布材の吐出側である印刷面側の表面が他方側に退避する凹部と、を有する、マスク膜と、を備え、前記凹部は、印刷対象物に配される部品に対向する位置に形成され、両側に配される前記開口部と連続し、前記部品との干渉を回避するとともに前記塗布材が前記開口部を通じて前記凹部に周りこみ、前記部品に接続するように構成される。
他の一形態にかかるスクリーンマスクは、塗布材を透過可能な孔を有するサポート材と、前記サポート材に形成され、厚さ方向に貫通するとともに前記塗布材が通過する開口部と、前記開口部と少なくとも一部が異なる位置に形成され前記塗布材の吐出側である印刷面側の表面が他方側に退避する凹部と、を有する、マスク膜と、を備え、前記凹部は、印刷対象物に配される部品に対向する位置に形成され、片側の側部が前記開口部に連続し、前記部品との干渉を回避するとともに前記塗布材が前記開口部を通じて前記凹部に周りこみ、前記部品に接続するように構成される。
【0009】
他の一形態に係るスクリーンマスクの製造方法は、塗布材を透過可能な孔を有するサポート材に第１の乳剤を塗布して第１の乳剤層を形成する第１層形成工程と、第１の乳剤層に所定の第１露光パターンでマスクレス露光する第１パターニング工程と、前記第１の乳剤層に第２の乳剤を重ねて塗布して第２の乳剤層を形成する第２層形成工程と、シーズニング工程と、前記第１露光パターンとは異なる第２露光パターンにてマスクレス露光する第２パターニング工程と、エッチング処理により前記第１の乳剤層及び前記第２の乳剤層に開口部を形成するとともに、片側または両側が、前記開口部と連続し、一方側の表面が他方側に退避し、印刷対象物に配される部品に対向する位置に形成され前記部品との干渉を回避するとともに前記塗布材が前記開口部を通じて周りこむことで前記部品に接続するように構成される凹部を形成する、エッチング処理と、を備え、上記スクリーンマスクを形成する。
【発明の効果】
【0010】
本発明の実施形態によれば、印刷時の負荷を低減できるスクリーンマスク、スクリーンマスクの製造方法及び印刷物の製造方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】第１実施形態にかかるスクリーンマスクの説明図。
【図2】第１実施形態にかかるスクリーン印刷装置の説明図。
【図3】同実施形態にかかるスクリーンマスクの斜視図。
【図4】同実施形態にかかるスクリーンマスクの一部を示す断面図。
【図5】同スクリーンマスクの一部の構成を示す斜視図。
【図6】同スクリーンマスクの一部の構成を示す平面図。
【図7】同実施形態にかかるスクリーンマスクの一部を示す断面図。
【図8】同スクリーンマスクの一部の構成を示す平面図。
【図9】同スクリーンマスクの一部の構成を示す斜視図。
【図10】同スクリーンマスクと比較例に係るマスク膜及び印刷形状の説明図。
【図11】同スクリーンマスクの製造方法を示す説明図。
【図12】他の実施形態にかかるスクリーンマスクの凹部の構成を示す断面図。
【図13】同スクリーンマスクの凹部の構成を示す斜視図。
【図14】他の実施形態にかかるスクリーンマスクの製造方法を示す説明図。
【図15】他の実施形態にかかるスクリーンマスクの一部の構成を示す平面図。
【図16】同スクリーンマスクの一部の構成を示す断面図。
【図17】他の実施形態にかかるスクリーンマスクの製造方法を示す説明図。
【図18】他の実施形態にかかるスクリーンマスクの構成を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【0012】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態にかかるスクリーン印刷装置１０及びスクリーンマスク２０について図１乃至図１２を参照して説明する。図１は本実施形態に係るスクリーンマスク２０の説明図であり、図２はスクリーン印刷装置１０を示す説明図である。図３はスクリーンマスク２０の斜視図である。図４はスクリーンマスク２０の一部の構成を模式的に示す断面図、図５は斜視図、図６は平面図である。図７はスクリーンマスク２０の一部の構成を模式的に示す断面図、図８は平面図、図９は斜視図である。なお、各図では説明のため、適宜構成を拡大、縮小、省略して示している。図中矢印Ｘ，Ｙ，Ｚは互いに直交する３方向をそれぞれ示している。
以下、本発明の第１実施形態にかかるスクリーン印刷装置１０及びスクリーンマスク２０について図１乃至図１２を参照して説明する。図１は本実施形態に係るスクリーンマスク２０の説明図であり、図２はスクリーン印刷装置１０を示す説明図である。図３はスクリーンマスク２０の斜視図である。図４はスクリーンマスク２０の一部の構成を模式的に示す断面図、図５は斜視図、図６は平面図である。図７はスクリーンマスク２０の一部の構成を模式的に示す断面図、図８は平面図、図９は斜視図である。なお、各図では説明のため、適宜構成を拡大、縮小、省略して示している。図中矢印Ｘ，Ｙ，Ｚは互いに直交する３方向をそれぞれ示している。
【0013】
図２に示すように、スクリーン印刷装置１０は、スクリーンマスク２０と、スクリーンマスク２０の印刷面側である表面（一方の面）２０ａに対向して印刷媒体Ｂａを保持する保持部材１２と、スクリーンマスク２０の印刷面側とは反対の裏面（他方の面）２０ｂに当接した状態で移動可能に構成されたスキージ１３と、スキージ１３を移動させる移動部と、スクリーンマスク２０を印刷媒体Ｂａに対向して支持する支持部と、を備える。
【0014】
スクリーン印刷装置１０は、印刷媒体Ｂａの表面に、各種印刷材料を所定のパターンで形成する。例えば、チップ部品（コンデンサー、チップ抵抗、インダクター、サーミスター等）、タッチパネル、液晶基板（Ｌｉｑｕｉｄ ｃｒｙｓｔａｌ ｄｉｓｐｌａｙ， ＬＣＤ）シール、ＬＴＣＣ（Ｌｏｗ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏ－ｆｉｒｅｄ ｃｅｒａｍｉｃｓ）基板、太陽電池用電極、その他の電子部品等の製造に用いられる。
【0015】
図１乃至図３に示すように、スクリーンマスク２０は、フレーム２１と、フレーム２１に張設されたサポート材であるメッシュ２２と、メッシュ２２に形成されたマスク膜２３と、を備える。スクリーンマスク２０において、印刷を行う際に印刷媒体Ｂａの表面に対向する側を表面２０ａとし、その反対側であって塗布材Ｐｅが供給される側を裏面２０ｂとする。
【0016】
フレーム２１は、互いに平行な２対の辺を有し、例えば所望のサイズの方形の開口を備える枠状に構成される。フレーム２１はメッシュ２２の外周縁を支持し、開口にメッシュ２２を張設する。本実施形態では一例として、フレーム２１の開口部のＹ方向の寸法は２７５ｍｍ、Ｘ方向の寸法は２７５ｍｍ、とした。
【0017】
またフレーム２１は、所定量の塗布材Ｐｅをマスク膜２３の裏面側に保持する枠としても機能する。フレーム２１とメッシュ２２は、例えば合成ゴム系やシアノアクリレート系の接着剤により接合部で接合されている。
【0018】
メッシュ２２は、経糸２２ａと緯糸２２ｂとが編まれて形成された織物であり、塗布材Ｐｅを透過可能に開口した孔部２２ｃを多数有している。経糸２２ａと緯糸２２ｂは、例えばステンレス等の金属のワイヤ、あるいはポリエステル等の樹脂で構成された繊維である。経糸２２ａと緯糸２２ｂは、それぞれ例えばスキージ１３の移動方向（第１方向）に対して、斜めに延びている。
【0019】
このメッシュ２２に、所定のパターン開口２４を有するマスク膜２３が形成される。すなわち、メッシュ２２によって、フレーム２１の開口部分にマスク膜２３が保持される。
【0020】
マスク膜２３は、光硬化性の樹脂組成物、例えばＰＶＡ、ＰＶＡｃ、シリコン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等からなる層である。例えばマスク膜２３はベース層２３ｂとカバー層２３ｃが積層されて構成される２層構造である。一例として、カバー層２３ｃはベース層２３ｂよりも柔軟な材料で構成されている。
【0021】
マスク膜２３の厚みは例えば１０μｍ～２００μｍに構成されている。
【0022】
マスク膜２３は、メッシュ２２に形成され、フレーム２１の開口部分に配されている。マスク膜２３には、露光によって、印刷用の所定のパターン開口２４、および凹部２５が形成されている。
【0023】
パターン開口２４は、例えばライン状のパターン孔である。パターン開口２４は、印刷パターンに対応するパターン状であってマスク膜２３を厚さ方向（深さ方向）に貫通するスリットを構成する。パターン開口２４の最小開口幅、すなわち、パターン開口２４の最も狭い部分における開口の幅寸法は、２０μｍ以下である。ここでは、一例として、マスク膜２３の表面、すなわち印刷媒体Ｂａに対向する表面２０ａにおける寸法を基準とした。
【0024】
マスク膜２３は、パターン開口２４において感光性樹脂が存在せず、メッシュ２２の孔部を通過して塗布材Ｐｅが裏面から表面へと透過可能な印刷部を構成する。マスク膜２３のパターン開口２４以外であってメッシュ２２の孔部が感光性樹脂で塞がれた部位は、塗布材Ｐｅとしてのインクを透過しない非印刷部を構成する。
【0025】
凹部２５は、パターン開口２４とは異なる所定のパターン形状に形成される。印刷対象物の突起部Ｐｃに対向する位置に形成され、たとえば印刷対象物に配された部品Ｐｃ等の突起部Ｐｃに対応する位置に配置される。
凹部２５は、複数設けられていてもよい。たとえば本実施形態において、凹部２５は、パターン開口と少なくとも一部が異なる位置に形成されている。凹部２５は、塗布材の吐出方向の一方側である印刷面側の表面が他方側に退避する逃げ部であり、印刷時の負荷を回避できる。
凹部２５は、複数設けられていてもよい。たとえば本実施形態において、凹部２５は、パターン開口と少なくとも一部が異なる位置に形成されている。凹部２５は、塗布材の吐出方向の一方側である印刷面側の表面が他方側に退避する逃げ部であり、印刷時の負荷を回避できる。
【0026】
【0027】
凹部２５は、図７乃至図９に示すように、少なくとも一部がパターン開口と連続していてもよい。例えば図７乃至図９に示す凹部２５は、その両側に配されるパターン開口２４に連通している。このように、パターン開口２４と連通する凹部２５には、印刷時にパターン開口２４から塗布材が回りこみ、部品への塗布が同時に行われる。
【0028】
凹部２５は、印刷面からの深さΔＤが、３μｍ≦ΔＤ≦ＴＥを満たす寸法設定とする。ここで、ＴＥは乳厚であって、総厚Ｔからメッシュの厚さ方向の寸法を差し引いた厚さ寸法である。なお、マスク膜２３がメッシュ２２から剥離することを抑制するため、乳厚ＴＥはスクリーンマスク２０の総厚Ｔの８０％未満とする。
【0029】
図１０は、本実施形態にかかるスクリーンマスク２０と、比較例としての凹部がないスクリーンマスクについて、印刷パターンと、印刷前、印刷中及び印刷後の状態を示す説明図である。図１０において、パターン開口２４と離間して設けられた凹部２５と、パターン開口２４と連通する凹部２５と、についてそれぞれ比較して説明する。
【0030】
マスク膜２３が形成されたメッシュ２２は、例えばスキージ１３による押圧力によって撓み変形し、押圧力が解除されることで復元するように、弾性変形可能に構成されている。図２及び図１０に示すように、マスク膜２３のパターン開口２４に塗布材Ｐｅが保持された状態で、メッシュ２２の弾性変形によりマスク膜２３が印刷媒体Ｂａに接離することで、塗布材Ｐｅがパターン開口２４から印刷媒体Ｂａに転写される。
【0031】
スキージ１３は例えばウレタンゴム・シリコンゴム・合成ゴム・金属・プラスチック等の材料から、例えば薄い板状に構成される。例えば、スキージ１３は先端の厚みが低減するように面取りされている。スキージ１３はフレーム２１に対して移動可能に構成されている。例えばスキージ１３は移動方向と直交する方向においてマスク膜２３の領域の全長にわたる長さを有して構成される。スキージ１３の先端部分１３ａがスクリーンマスク２０の裏面２０ｂに当接し、表側に押しつけられた状態で、図１中矢印Ａに沿う移動方向に移動することで、マスク膜２３の全面を押圧し、塗布材Ｐｅが予め充填されたパターン開口２４から塗布材Ｐｅを表側に押し出す。
【0032】
支持部は、印刷媒体Ｂａに対して所定の間隔を開けて平行に、フレーム２１を支持する。移動部は、スキージ１３を所定の速度で所定方向に沿って移動させる。
【0033】
次に、本実施形態にかかるスクリーンマスク２０の製造方法について図１１を参照して説明する。図１１はスクリーンマスク２０の製造方法を示す説明図である。スクリーンマスク２０の製造方法は、第１層形成工程ＳＴ１と、第１パターニング工程ＳＴ２と、第２層形成工程ＳＴ３と、シーズニング工程と、第２パターニング工程ＳＴ４と、エッチング工程ＳＴ５と、を備える。
【0034】
第１の乳剤は例えば、光硬化性の樹脂であり、たと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、エポキシ樹脂等を包含する液体である。
【0035】
第１層形成工程において、塗布材を透過可能な孔を有するサポート材に第１の乳剤Ｐｍ１を塗布して第１の乳剤層を形成する。具体的には、まず、フレーム２１の枠内にメッシュ２２を略平面となるように取り付けた状態で、ＳＴ１に示すように、第１の乳剤Ｐｍ１をメッシュ２２上に塗布する塗布処理を行うことで、メッシュ２２上に、ベース層２３ｂが平板状に形成される。このとき、塗布する回数に応じて厚さが変わるため、必要に応じて複数回塗布を繰り返す。また、乾燥後に膜厚を測定し場合によっては追加で塗布することもある。本実施形態では乾燥後に第１の乳剤層の乳厚５～２０μｍ程度となるように乳剤Ｐｍ１の厚さを設定する。
【0036】
次に、第１の乳剤層に所定の第１露光パターンで露光する第１パターニング工程を行う。例えばＳＴ２に示すように、フォトマスクを用いないマスクレス露光機にて、第１のマスクレス露光処理を行う。具体的には、所定の露光パターン領域に、ベース層２３ｂの表面側を紫外線ランプや紫外線ＬＥＤ等の照明に向けて配置し、照明により光を照射させ、乳剤の表面を照らす露光処理を行う。ベース層２３ｂのうち第１の露光処理によって露光される部位である第１露光部位は紫外線によって硬化する第１乳剤硬化部（第１光架橋部）Ｐａ１となる。一方、ベース層２３ｂのうち第１露光部位を除く部位である第１非露光部位は、乳剤が硬化しない未硬化部Ｐｂ１となる。第１未硬化部Ｐｂ１（第１非露光部位）は、後の工程で除去されることでベース開口を形成する第１除去対象部を構成する。ここで、第１の露光パターンと第２の露光パターンとは異なる。
【0037】
以上によりベース層２３ｂがパターニングされ、後のエッチング工程により除去されてベース開口を構成する第１除去対象部が形成される。
【0038】
次に、ＳＴ３に示すように、第２の乳剤Ｐｍ２をベース層２３ｂに重ねて塗布する塗布処理を行うことで、ベース層２３ｂの印刷面側に第２の乳剤Ｐｍ２により第２の乳剤層であるカバー層２３ｃを形成する。このとき、塗布する回数に応じて厚さが変わるため、必要に応じて複数回塗布を繰り返す。また、乾燥後に膜厚を測定し場合によっては追加で塗布することもある。そして、マスクレス露光処理を行う条件下に３時間程度静置をすることにより、枠の温度を１回目のマスクレス露光処理時と同程度とするシーズニング工程を行う。
【0039】
次に、第１露光パターンとは異なる第２露光パターンにて露光する第２パターニング工程を行う。すなわち、ＳＴ４に示すように、フォトマスクを用いないマスクレス露光機にて、第２のマスクレス露光処理を行う。具体的には、所定の第２の露光パターン領域に、乳剤Ｐｍ２の表面側を紫外線ランプや紫外線ＬＥＤ等の照明に向けて配置し、照明により光を照射させ、乳剤Ｐｍ２の表面を照らす露光処理を行う。第２の露光処理によって、露光パターン領域の部位に対応して、乳剤Ｐｍ２の紫外線が照射された部分が紫外線によって硬化する。すなわち、カバー層２３ｃのうち第２の露光処理によって露光される部位である第２露光部位は紫外線によって硬化する第２乳剤硬化部（第２光架橋部）Ｐａ２を形成する。カバー層２３ｃのうち第２露光部位を除く部位である第２非露光部位は、乳剤が硬化しない第２未硬化部Ｐｂ２となる。第２未硬化部Ｐｂ２は、後の工程で除去されることで凹部２５を形成する第２除去対象部を含む。
【0040】
第１の露光処理及び第２の露光処理は、いずれも印刷面側から光を照射する露光処理であり、第２の露光処理は、第１の露光処理と同方向から、第１の露光処理よりも、幅狭の領域を対象とするパターンで露光することにより、所定範囲を硬化させる。第２パターニング工程において、第１露光パターンとは異なる第２露光パターンにて露光する。
【0041】
なお、例えば二層目のカバー層２３ｃが厚い場合、開口パターン２４を形成する部分についても、１層目のベース層２３ｂと２層目のカバー層２３ｃの密着強度を上げるために、１層目のベース層２３ｂの第１露光パターンは、所望する開口パターンよりも広く露光し、２層目のカバー層２３ｃの露光時に開口パターンを露光することとしてもよい。
また、二層目のエッジと一層目のエッジを揃えることも可能である。
また、二層目のエッジと一層目のエッジを揃えることも可能である。
【0042】
その後、エッチング処理ＳＴ５として、水や溶剤により、マスク膜の少なくとも片側を洗い流す。この処理によって、乳剤Ｐｍ１及びＰｍ２の未硬化部が洗い流され、厚み方向において表面側から裏面側まで貫通するパターン開口２４が形成されるとともに、凹部２５が形成される。すなわち、一方側の表面において、第２の非露光部位に対応するカバー層が形成されない部位には凹部２５が形成される。凹部２５は、吐出方向と反対側に退避する逃げ部となり、例えば、印刷時に印刷媒体等のスクリーンマスク２０と対向する部材側に部品、アライメントマークなどの突起、段差がある場合に、当該突起Ｐｃとの干渉を回避することが可能となる。
【0043】
次に、本実施形態にかかるスクリーン印刷装置１０を用いたスクリーン印刷方法により印刷物を製造する方法について、図２及び図１０を参照して説明する。まず、スクリーンマスク２０の表面側を保持部材１２で保持された印刷媒体Ｂａの表面に対向させて配置する。対向する印刷媒体Ｂａに配される部品などの突起部Ｐｃが凹部２５に配されるように位置あわせを行う。
【0044】
そして、図２に二点鎖線で示すように、高粘度のペースト状の塗布材Ｐｅをスクリーンマスク２０の裏面側、すなわち、印刷媒体Ｂａとは反対側の面から供給し、塗布材Ｐｅをパターン開口２４内に充填させる。
【0045】
次に、スクリーンマスク２０の裏面２０ｂ、すなわち印刷面側とは反対側の面に、スキージ１３を配置する。このとき、例えばスキージ１３を、印刷媒体Ｂａの表側の面に対して所定の角度で配置する。そして、スキージ１３をメッシュ２２及びマスク膜２３の裏面において、所定の印圧で印刷媒体Ｂａ側に向けて押しつけながら、所定の速度で移動させる。マスク膜２３の裏面全面にわたる領域で、スキージ１３がマスク膜２３を押圧する。スキージ１３の押圧により、マスク膜２３は押圧される部分が表側に変位するように変形し、印刷媒体Ｂａに当接する。スキージ１３が通過した塗布材Ｐｅがパターン開口２４から印刷媒体Ｂａ側に押し出される。
【0046】
このとき、パターン開口２４に連通する位置に配された凹部２５には、同時に塗布材Ｐｅが回りこむ。
【0047】
スキージ１３が通過した後、マスク膜２３及びメッシュ２２が復元するように変形して印刷媒体Ｂａから離れるとともに、一部の塗布材Ｐｅが印刷媒体Ｂａ上に転写されて残ることで、印刷媒体Ｂａ上にパターン印刷がなされ、印刷物が完成する。このとき、塗布材Ｐｅは裏側の一部がマスク膜２３側に残る。なお塗布材Ｐｅは、例えば金属材や樹脂材などを含む各種材料であり、印刷対象の種類、例えば、電子部品、ディスプレイ、等によって、多様な材料が用いられる。そして、パターン開口２４に連通する位置に配された凹部２５に対向する位置に配された部品上にも塗布材Ｐｅが塗布される。一方で、パターン開口２４とは独立して配された凹部２５には塗布材Ｐｅは塗布されることがない。
【0048】
以上のように構成されたスクリーンマスク２０、スクリーン印刷装置１０、及びスクリーン印刷方法によれば、印刷時の負荷を低減することが可能となる。凹部２５は、吐出方向と反対側に退避する逃げ部となり、例えば、印刷時に印刷媒体等のスクリーンマスク２０と対向する部材側にアライメントマークなどの突起、段差がある場合に、当該突起との干渉を回避することが可能となる。
【0049】
また、本実施形態によれば、第１の露光処理及び第２の露光処理は、いずれも印刷面側から光を照射する露光処理であり、露光量、露光時間などの条件を異ならせることで凹部２５やパターン開口２４を容易に形成することが可能である。
【0050】
また、マスクレス露光でパターニングすることで、パターン開口２４とともに、凹部２５の位置や深さを高精度に調整でき、たとえば２０μｍ以下程度の、線幅や凹部の幅であっても、高精度に形成できる。
【0051】
例えば図１０の中央に示すように、パターン開口２４によって形成されるパターンと、電子部品とを、接続させるような場合には、パターン開口２４を通じて、凹部２５へ、導電性の塗布材を周り込ませることにより、２段階の配線を同時に行うことができる。例えば予め基板に搭載された部品の周りに、所定のパターン配線を形成する際に、当該パターン配線から部品までの接続を同時に行い、かつ部品や基板への負荷を回避できる。すなわち、凹部２５をパターン開口２４とは異なるパターンとして、パターン開口２４から続く別のパターンを形成でき、立体的かつ段階的な塗布を同時に行うことが可能となる。
【0052】
なお、本発明は上記各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。
【0053】
上記実施形態において凹部２５の構成として、両側のパターン開口２４に連通する形状を示したが、これに限られるものではなく、例えば他の実施形態として図１２，１３に示すように、凹部２５の片側のみがパターン開口２４に連通する形状であってもよい。図１４に製造方法の一例を示す。例えば二層目のカバー層２３ｃが厚い場合、開口パターン２４を形成する部分についても、１層目のベース層２３ｂと２層目のカバー層２３ｃの密着強度を上げるために、１層目のベース層２３ｂの第１露光パターンは、所望する開口パターンよりも広く露光し、２層目のカバー層２３ｃの露光時に開口パターンを露光することとしてもよい。なお、カバー層２３ｃのエッジとベース層２３ｂのエッジを揃えることも可能である。
【0054】
また、上記実施形態においては例えば開口部がライン状のパターンである例を示したがこれに限られるものではない。例えば他の実施形態として図１５及び図１６に示すように、非塗布領域がライン状のパターン形状であってもよい。印刷形状としては、図１５に示すように、非塗布領域が例えば線幅２０μｍの微細なパターンであり、印刷媒体Ｂａ上の非塗布領域の一部分に部品が配されている。図１６に示すように、マスク膜２３は、部品が配される非塗布領域の一部に凹部を備える。この場合にあっても、上記実施形態と同様に、突起物に対向する位置に凹部２５を有することで、印刷時の負荷を低減でき、また、上記実施形態と同様にマスクレス露光により非塗布領域が２０μｍ以下の微細なパターンに、凹部２５を高精度に作りこむことができる。
【0055】
上記実施形態においては１段の凹部２５有する構成を例示したが、段の数は１段に限られるものではない。異なる深さあるいは異なるパターンで複数種類の凹部を構成してもよく、例えば図１７に示すように乳剤形成段階および露光の工程を３段階とすることで、３段階で乳剤の形を規定することにより、図１８に示すように、高さの異なる複数種類の凹部２５を形成し、立体的なパターンでマスク膜の形状を規定できる。例えば異なる高さの部品を有していてもそれぞれの部品の高さや位置にあわせて、凹部の深さ、位置および形状を規定でき、複数種類の異なる凹部を形成できる。
【0056】
このようなスクリーンマスク、スクリーンマスクの製造方法及び印刷物の製造方法によれば、任意の部位に凹部を有する段差を高精度に形成することができる。例えばスクリーンマスクの対向面にアライメントマークなどの突起、段差がある場合に、当該部分に、吐出方向と反対側に退避する逃げ部となる凹みを高精度に形成できる。したがって、印刷精度の高いスクリーンマスク２０を提供できる。
【0057】
なお、上記各実施形態において、第１の乳剤と第２の乳剤を用いる場合において、第１の乳剤と第２の乳剤は異なる材料であってもよいし、同じ材料であってもよい。
【0058】
また、上記実施形態では、フレーム２１にメッシュ２２を接着剤で貼り付け、フレーム２１の開口部全域わたってマスク膜２３を形成した例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、メッシュは、いわゆるコンビネーション型を用いてもよく、また、メッシュ２２の中央部分の一部にのみマスク膜２３が形成されていてもよい。
【0059】
この他、上記実施形態に例示された各構成要素を削除してもよく、各構成要素の形状、構造、材質等を変更してもよい。上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。
以下に、本願出願当初の特許請求の範囲に記載された発明と同等の記載を付記する。
［１］
塗布材を透過可能な孔を有するサポート材と、
前記サポート材に形成され、厚さ方向に貫通するとともに前記塗布材が通過する開口部と、前記開口部と少なくとも一部が異なる位置に形成され前記塗布材の吐出方向の一方側である印刷面側の表面が他方側に退避する凹部と、を有する、マスク膜と、
を備えるスクリーンマスク。
［２］
前記凹部は、印刷対象物に配される突起部に対向する位置に形成され、少なくとも一部が前記開口部と連続する、［１］に記載のスクリーンマスク。
［３］
前記凹部は、印刷対象物に配される突起部に対向する位置に形成され、前記開口部と離間した位置に配置される、［１］に記載のスクリーンマスク。
［４］
塗布材を透過可能な孔を有するサポート材に第１の乳剤を塗布して第１の乳剤層を形成する第１層形成工程と、
第１の乳剤層に所定の第１露光パターンで露光する第１パターニング工程と、
前記第１の乳剤層に第２の乳剤を重ねて塗布して第２の乳剤層を形成する第２層形成工程と、
前記第１露光パターンとは異なる第２露光パターンにて露光する第２パターニング工程と、
エッチング処理により前記第１の乳剤層及び前記第２の乳剤層に開口を形成するとともに、一方側の表面が他方側に退避する凹部を形成する、エッチング処理と、を備えるスクリーンマスクの製造方法。
［５］
前記露光はマスクレス露光である［４］に記載のスクリーンマスクの製造方法。
［６］
［１］乃至［３］のいずれかに記載のスクリーンマスクを、対向面に部品を有する印刷対象物に、前記凹部に前記部品が配されるように、対向配置させ、前記塗布材を前記開口部から供給することにより、前記開口部の形状に対応するパターンで塗布材を形成する、印刷物の製造方法。
以下に、本願出願当初の特許請求の範囲に記載された発明と同等の記載を付記する。
［１］
塗布材を透過可能な孔を有するサポート材と、
前記サポート材に形成され、厚さ方向に貫通するとともに前記塗布材が通過する開口部と、前記開口部と少なくとも一部が異なる位置に形成され前記塗布材の吐出方向の一方側である印刷面側の表面が他方側に退避する凹部と、を有する、マスク膜と、
を備えるスクリーンマスク。
［２］
前記凹部は、印刷対象物に配される突起部に対向する位置に形成され、少なくとも一部が前記開口部と連続する、［１］に記載のスクリーンマスク。
［３］
前記凹部は、印刷対象物に配される突起部に対向する位置に形成され、前記開口部と離間した位置に配置される、［１］に記載のスクリーンマスク。
［４］
塗布材を透過可能な孔を有するサポート材に第１の乳剤を塗布して第１の乳剤層を形成する第１層形成工程と、
第１の乳剤層に所定の第１露光パターンで露光する第１パターニング工程と、
前記第１の乳剤層に第２の乳剤を重ねて塗布して第２の乳剤層を形成する第２層形成工程と、
前記第１露光パターンとは異なる第２露光パターンにて露光する第２パターニング工程と、
エッチング処理により前記第１の乳剤層及び前記第２の乳剤層に開口を形成するとともに、一方側の表面が他方側に退避する凹部を形成する、エッチング処理と、を備えるスクリーンマスクの製造方法。
［５］
前記露光はマスクレス露光である［４］に記載のスクリーンマスクの製造方法。
［６］
［１］乃至［３］のいずれかに記載のスクリーンマスクを、対向面に部品を有する印刷対象物に、前記凹部に前記部品が配されるように、対向配置させ、前記塗布材を前記開口部から供給することにより、前記開口部の形状に対応するパターンで塗布材を形成する、印刷物の製造方法。
【符号の説明】
【0060】
１０…スクリーン印刷装置、１２…保持部材、１３…スキージ、２０、…スクリーンマスク、２０ａ…表面、２０ｂ…裏面、２１…フレーム、２２…メッシュ、２２ａ…経糸、２２ｂ…緯糸、２２ｃ…孔部、２３…マスク膜、２４…パターン開口、２３ｂ…ベース層、２３ｃ…カバー層、２５…凹部、Ｐａ１…第１乳剤硬化部、Ｐａ２…第２乳剤硬化部、Ｐｂ１…第１未硬化部、Ｐｂ２…第２未硬化部、Ｐｍ１…第１乳剤、Ｐｍ２…第２乳剤、Ｐｃ…突起。
【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】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
