(57)【要約】  ＳＭＴ法の印刷用ステンシル（２）は、望ましい印刷構造に相当する凹所（３）を備えた金属ステンシル体（２ａ）を有する。この凹所（３）を通して印刷材料は、印刷用ステンシルに下方から添付すべき板上に施与することができる。凹所（３）の範囲内で印刷材料が粘着することを回避するために、金属ステンシル体（２ａ）は、金属アルコキシド被覆材料からなる薄手の被覆（６）を備えており、この被覆材料の表面エネルギーは、少なくとも１つの有機含分の化学結合によって減少されている。被覆は、殊にゾルゲル法により行なうことができる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＳＭＴ法の印刷用ステンシルの金属ステンシル体中で予め定められた印刷構造に相当する凹所を有し、この印刷用ステンシルによって印刷材料を、印刷用ステンシルに下方から添付すべき板上に施与することができる、ＳＭＴ法の印刷用ステンシルにおいて、金属ステンシル体（２ａ）が金属アルコキシド被覆材料からなる薄手の被覆（６）を備えており、この被覆材料の表面エネルギーが少なくとも１つの有機含分の化学結合によって減少されていることを特徴とする、ＳＭＴ法の印刷用ステンシル。
【請求項２】
金属アルコキシド被覆材料が、元素のアルミニウム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）またはイットリウム（Ｙ）の１つ以上の少なくとも１つのアルコキシドを少なくとも含有する、請求項１記載の印刷用ステンシル。
【請求項３】
金属アルコキシド被覆材料の有機含分がアルキル基またはアリール基またはシロキサン基によって形成されている、請求項１または２記載の印刷用ステンシル。
【請求項４】
金属アルコキシド被覆材料に弗素含有含分が結合されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の印刷用ステンシル。
【請求項５】
被覆（６）の表面エネルギーが２０ｍＮ/ｍ未満、特に１５ｍＮ/ｍ未満である、請求項１から４までのいずれか１項に記載の印刷用ステンシル。
【請求項６】
少なくとも１つの凹所（３）の最大の拡張部（ａ）が２００μｍ〜５００μｍである、請求項１から５までのいずれか１項に記載の印刷用ステンシル。
【請求項７】
被覆（６）の厚さ（ｄ）が１０μｍ未満、特に５μｍ未満である、請求項１から６までのいずれか１項に記載の印刷用ステンシル。
【請求項８】
施与すべき印刷材料がペースト状のロウ付け材料または接着材料である、請求項１から７までのいずれか１項に記載の印刷用ステンシル。
【請求項９】
ステンシル体（２ａ）が鋼またはニッケル（Ｎｉ）またはニッケル合金からなる、請求項１から８までのいずれか１項に記載の印刷用ステンシル。
【請求項１０】
請求項１から９までのいずれか１項に記載の印刷用ステンシルを被覆する方法において、ゾルゲル法で被覆材料の成形材料を湿式化学的に金属ステンシル体（２ａ）上にもたらし、引続き熱的に硬化することを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載の印刷用ステンシルを被覆する方法。
【請求項１１】
成形材料の施与を噴霧または浸漬または注入またはロール塗布または刷毛塗りによって行なう、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
請求項１から９までのいずれか１項に記載の印刷用ステンシルを被覆する方法において、プラズマを用いて低圧下または大気圧下でＣＶＤ法を行なうことを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載の印刷用ステンシルを被覆する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＭＴ法の印刷用ステンシルの金属ステンシル体中で予め定められた印刷構造に相当する凹所を有する、ＳＭＴ法の印刷用ステンシルに関し、この印刷用ステンシルを通して印刷材料を、印刷用ステンシルに下方から添付すべき板上に施与することができる。相応する金属ステンシルは、例えばドイツ連邦共和国特許第４４３８２８１号明細書Ｃ１の記載から明らかである。更に、本発明は、このような印刷用ステンシルを被覆する方法に関する。
【０００２】
相応する印刷用ステンシルは、有利にＳＭＴ（Surface Mounted Technology）法に使用され、この場合には、導体板に電子構造部材を取り付けることができる。このために、導体板は、最初にステンシル印刷技術により所定の印刷構造体に応じて特定に位置に印刷用ペーストまたはロウ付けペースト、または接着剤を備えている。この場合、ロウ付けペーストまたは接着剤ペーストは、いわゆるナイフにより、印刷構造体に相応する、金属ステンシル体の凹所を通してそれぞれの導体板上にもたらされる。
【０００３】
こうして、導体板上には、ロウ付けペースト貯蔵場所または接着点、所謂パッド（Pads）が生じ、このパッドに電子構造部材は、例えば取付け装置により取り付けられ、引続き固定される。
【０００４】
スクリーン印刷用スクリーンと呼称される相応する印刷用ステンシルおよびその製造方法は、冒頭に記載されたドイツ連邦共和国特許第４４３８２８１号明細書Ｃ１の記載から公知である。この場合、有効なスクリーン印刷用スクリーンは、本質的に形状が剛性の枠からなり、この枠上には、微細な金網が初期張設下に接着されている。この金網の中心部には、凹所を有する薄肉の金属ステンシルからなる印刷用パターンが固定されている。
【０００５】
この種の金属製の印刷用ステンシルの製造は、米国特許第２４２１６０７号明細書Ａの記載からも確認することができる。
【０００６】
電子構成部材の小型化が進歩するにつれて、印刷用ステンシル中の凹所の相応する縮小化も付随して現れている。この場合には、ロウ付け点または接着点またはペースト貯蔵場所がそれぞれの印刷用パターンによって定められる、ステンシル材料として使用される金属の開口縁部または開口壁に付着し、したがって相応する凹所が次第に閉塞されうるという危険が生じる。これは、また、印刷用ステンシルの取り外しの際に、しばしば導体板上にもたらされたパッドの外縁部のほころびまたはひび割れが結果として生じる。即ち、この場合には、導体板上での望ましい輪郭が鮮明な印刷画像に関連する要件は、もはや満たすことができない。
【０００７】
この危険に基づいて、しばしば印刷物の品質を特殊な清浄化作業周期により改善することは、強制的なことであると思われている。
【０００８】
しかし、清浄化は、処理の中断、ひいては処理における生産性に不利な影響を意味する。欠陥を減少させるためのもう１つの方法は、金属製の印刷用ステンシルを凹所範囲内での電気的研磨によって精密加工することにあると思われる。
【０００９】
これは、ステンシル製造の相応する価格上昇をまねく。また、ステンシル材料、例えばガラス［例えば、ドイツ連邦共和国特許出願公開第１０１０５３２９号明細書Ａ１参照］の別の選択によって記載された困難を回避することが試みられた。しかし、この材料は、比較的大きな凹所だけを可能にする。
【００１０】
従って、本発明は、凹所の閉塞または汚染の記載された危険が少なくとも減少されている、ＳＭＴ法に適した、例えば導体板の取付けまたは構造部材群の形成に適した印刷用ステンシルを記載するという課題に基づくものである。
【００１１】
この課題は、請求項１に記載された本発明の特徴的構成により解決される。それに応じて、冒頭に記載された特徴を有する印刷用ステンシルは、金属ステンシル体が金属アルコキシド被覆材料からなる薄手の被覆を備えており、この被覆材料の表面エネルギーが少なくとも１つの有機含分の化学結合によって減少されていることにより構成されている。
【００１２】
金属ステンシル体の場合に、被覆のために純粋な金属酸化物材料を使用することは、僅かな成果しか収めないことが判明している。ところで、有機含分（基または分枝鎖）を金属アルコキシド材料、即ちオルガノアルコキシド化合物に意図的に化学結合させることによって、表面エネルギーの明らかな減少（変性されていない金属酸化物被覆材料に対して）が達成されうることが確認された。その結果、印刷用ステンシルの凹所を介してその下方に存在する導体板上に施与すべきである、多くの場合にペースト状のロウ付け材料または接着材料がステンシル体、殊に該ステンシル体の壁に付着することが相応して減少することを生じる。それに関連して、極めて僅かな寸法を有する凹所を使用することができ、この場合には、閉塞の危険がないという利点が存在する。
【００１３】
ステンシルの凹所の範囲内のかかる被覆は、２つのプラスの性質を統合する。凹所は、該凹所の拡張部を含む。それというのも、殊にナノメートルの範囲内の薄膜だけが必要とされるからである。更に、凹所の壁は、被覆材料によってあたかも"平滑化"されているか、または同じプラスの効果を有して、規則的な構造化を備えている。
【００１４】
本発明による印刷用ステンシルの好ましい実施態様は、請求項１の従属請求項の記載から明らかである。
【００１５】
即ち、好ましくは、金属アルコキシド被覆材料は、元素のアルミニウム（Ａｌ）、珪素（Ｓｉ）、タンタル（Ｔａ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）またはイットリウム（Ｙ）の１つ以上の少なくとも１つのアルコキシドを少なくとも含有することができる。更に、相応する金属アルコキシドにより、特に好適な熱安定性の被覆材料は、所謂ハイブリッドポリマー（アルコキシドおよび有機網状組織を有する）の形で形成させることができる。
【００１６】
この場合、このようなハイブリッドポリマーの有機含分は、有利にアルキル基またはアリール基、またはシロキサン基によって形成されていてよい。更に、被覆材料の特殊な選択によって、凹所の閉塞または目詰まりは、ペースト状材料を拒否する積層材料の性質のために阻止されるかまたは少なくとも著しく減少される。
【００１７】
付加的に弗素含有含分が、例えばフルオロ−アリール基の形で組み込まれている金属アルコキシド被覆材料を設ける場合には、それによって水および／または油を拒否する、被覆の性質は、なおさらに向上される。
【００１８】
この拒否する性質は、全ての場合に、印刷用ステンシルが２０ｍＮ/ｍ未満（１メートル当りのミリニュートン）、特に１５ｍＮ/ｍ未満の被覆の表面エネルギーを有することを保証することができる。
【００１９】
本発明による被覆のために、凹所の少なくとも１つの最大の拡張部が、２００μｍ〜５００μｍであるように僅かであることは、有利に可能である。
【００２０】
更に、好ましくは、印刷用ステンシルは、１０μｍ未満、特に５μｍ未満の被覆の厚さを有することができる。僅かな厚さは、ペースト状印刷材料残分の付着の危険の相応する制限をまねく。
【００２１】
有利に、施与することができる印刷材料は、ペースト状ロウ付け材料または接着材料であることができる。
【００２２】
特に好ましくは、印刷用ステンシルの被覆は、ゾルゲル法により製造することができ、この場合被覆材料の前材料は、湿式化学的に金属ステンシル体上に施こされ、引続き熱的に硬化される。この場合、前材料は、殊に噴霧または浸漬または注入またはロール塗布または刷毛塗りによって施こされうる。
【００２３】
更に、印刷用ステンシルを被覆するための好ましい方法は、低圧下または大気圧下でプラズマを用いるＣＶＤ（化学蒸着）法を使用することによって特徴付けられる。
【００２４】
２つの被覆方法は、好ましくは殊に凹所の壁に実際に不粘着性の被覆を生じる。弗素含有含分を金属アルコキシド材料中に組み込むことによって、好ましくは、被覆の撥水作用および／または撥油作用は、なおさらに促進されうる。
【００２５】
更に、本発明を好ましい実施例が記載されている図面につき説明する。この場合、著しく略示され縮尺が正確でない図１には、本発明により被覆された印刷用ステンシルの構造が示されており、一方、図２からは、このステンシルの拡大された扇形が明らかになる。これらの図においては、相応する部分は、同じ参照符号を有する。
【００２６】
部分断面を有する斜視図で輪郭だけが示されている場合、一般に２で示された印刷用ステンシルは、このようなステンシルの自体公知の実施態様から出発する。金属ステンシル体２ａは、有利に鋼、例えば殊に特殊鋼、例えばＣｒＮｉ鋼、またはＮｉまたは別のＮｉ合金からなる。この金属ステンシル体の厚さＤは、しばしば１００〜５０００μｍである。ステンシル体２ａ中には、公知方法で、例えばレーザー技術または電気メッキ法により、凹所３または他の破断部（アパーチャー）が加工されている。この凹所の最大寸法ａは、一般に２００μｍ〜５００μｍ、例えば約４００μｍである。この寸法は、自体公知の印刷材料、例えば殊に公知のロウ付けペーストまたは接着ペーストからなる、下方にある導体板５上に施与すべきパッド（接触面）の所望される寸法に依存する。このために、印刷用ステンシル２は、導体板５上に押圧される。次に、ロウ付けペーストまたは接着ペーストは、凹所３の開いた側から印刷用ステンシルの自由表面の向こうに塗布するナイフにより導入される。
【００２７】
前記の印刷過程後に引続き印刷用ステンシル２を導体板５から取り外す際にロウ付けペーストまたは接着ペーストが印刷用ステンシル、殊に該印刷用ステンシルの凹所３の壁から良好に溶解しうる（所謂触発挙動）ようにするために、この印刷用ステンシルは、本発明によれば、特に機能的な被覆を備えている。この場合には、ステンシルの凹所３の壁７でのもぎ取り挙動（Abreissverhalten）が被覆材料での当該表面の被覆によって抑制されうることから出発し、この被覆材料は、表面エネルギーを２０ｍＮ/ｍ未満、特に１５ｍＮ/ｍ未満に減少させる。このために、被覆材料としては、化学的に有機基と結合している、熱的に安定な金属アルコキシド材料［例えば、"Roempp Chemie Lexikon", 第９版１９８９、C. Thieme Verlag Stuttgart (DE)、第１１５または１０６頁、参照］、所謂有機金属アルコキシド化合物が適している。この材料は、例えばゾルゲル法によってかまたは反応プラズマ析出法により、低圧プラズマまたは大気圧プラズマを使用して製造することができる。
【００２８】
次に、本発明による被覆を行なうことができる、前記の２つの好ましい方法を詳説する。この場合、前記方法の詳細には記載されない説明または工程は、公知である：
Ｉ．ゾルゲル法による被覆
図２において一般に６で示された、殊に凹所３の側壁７に関連する抗粘着特性を有する被覆は、被覆材料の有機成分および無機成分を有する網状構造（ストラクチャー）を有する。相応する被覆の形成のために、前材料または出発材料（所謂"前駆体"）として有機含分または側鎖で化学的に変性されている金属アルコキシドが使用される。元素Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙの金属アルコキシドは、特に好適である。相応する好ましい実施例としては、次の構造式を有するＳｉ−アルコキシドが選択される：
Ｘn−Ｓｉ−（ＯＲ）4-n
上記式中、
Ｘは、アルコキシドの有機変形であり、
Ｒは、アルキル基、例えばメチル基またはエチル基、またはアリール基、例えばフェニル金属ステンシル体であり［例えば、"Roempp Chemie Lexikon", 第９版１９８９、C. Thieme Verlag Stuttgart (DE)、第１１５または２６０頁、参照］、
Ｏは、酸素である。
【００２９】
Ｘは、反応性または非反応性の側鎖であることができる。被覆は、変性された金属アルコキシドの加水分解および縮合によって形成される。
【００３０】
金属アルコキシドの有機変形は、被覆の性質に著しく影響を及ぼす。即ち、疎水性側鎖Ｘ、例えばアルキル鎖、アリール基、フルオロアルキル鎖またはシロキサン基は、被覆の表面エネルギーを劇的に減少させ、撥水（疎水性）作用および／または撥油（親水性）作用を生じる。
【００３１】
勿論、前述された、殊に疎水性のゾルゲルに基づく被覆材料は、なお表面処理されたナノ尺度またはマイクロ尺度の粒子を組み込むことによってさらに変性されることができ、こうして例えば、機械的な耐摩耗性または耐蝕性が改善されるかまたは特に触媒作用が得られる。即ち、例えば触媒作用を有する成分を、例えばナノ尺度またはマイクロ尺度の触媒粒子の形で組み込むことによって、炭素含有の沈殿物は、熱酸化的に崩壊されうる（所謂、活性被覆）。
【００３２】
前駆体材料は、前記のゾルゲル被覆法で常用の、殊に湿式化学的方法、例えば噴霧または浸漬または注入またはロール塗布または刷毛塗りにより金属からなるステンシル体２上に施こされる。引続き、被覆は、典型的には室温ないし約３００℃の温度で熱的に硬化される。例えば、４００℃を上廻るよりいっそう高い硬化温度は、一般に殆んど適していない。それというのも、この硬化温度は、しばしば僅かな粘着作用を有するガラス状の被膜を生じるからである。熱的に分安定な側鎖Ｘの場合には、高い硬化温度で分解の危険が存在する。即ち、例えば弗素含有側鎖は、高温での使用にとって十分な熱安定性を示さない。この場合、２５０℃またはそれ以上の硬化温度および／または使用温度は、側鎖の分解、ひいては被覆の疎水作用の崩壊をまねく。しかし、ステンシル印刷技術において有利に設けられていてよい低温使用のためには、弗素含有側鎖Ｘによって、撥水作用および撥油作用は、なお上昇されうる。これに対して、例えばＸがメチル基またはアリール基であるような短鎖状側鎖は、記載された高温範囲になるまで十分な熱安定性を示さない。
【００３３】
被覆の生じる層厚ｄは、例えば親水性の層系にとって有利に１μｍ未満の範囲にあり、一方で耐引掻性の系のためには、５μｍを上廻る範囲のよりいっそう大きな厚さｄを選択することができる。一般に、１〜５μｍの範囲内の生じる層厚ｄは、好ましく、十分でもある。
【００３４】
ＩＩ．ＣＶＤ法による被覆
金属酸化物を基礎とする本発明による抗粘着性の被覆６は、プラズマを用いる反応性ＣＶＤ（化学蒸着）法により発生されてもよい。このために、殊に反応性シラン化合物、例えばヘキサメチルジシロキサン（ＨＭＤＳＯ）が使用されてよい。被覆中への弗素成分の組込は、適当なフルオロシラン化合物を添加することによって可能である。
【００３５】
適用は、公知方法で、例えば低圧ＣＶＤ装置中で行なわれる。支持体として使用される金属ステンシル体２ａの被覆は、大気圧プラズマによる装置中で同様に可能である。この場合も、ゾルゲル被覆の場合と同様に、作用の安定性、例えば殊に最大で２５０℃までのフルオロ基の熱的不安定性に基づく弗素含有成分でのＣＶＤ被覆の疎水性の性質が与えられる。従って、高温使用のためには、弗素不含のシラン化合物が有利に使用されうる。
【００３６】
前記方法により形成される試験被覆６は、公知のステンシル体２ａ上で実施された。被覆は、種々の技術、例えば浸漬、噴霧、ロール塗布によって塗布され、２００℃未満の温度で硬化された。この場合、ステンシルの上側は、適用中、簡単に取り除き可能なシートで覆われていた。この場合、浸漬法の際に、シートは、簡単に潜入され、このことは、許容することができる。噴霧法またはロール塗布法では、僅かな材料が施こされ、それによってシートは、殆んど負荷されない。ロウがナイフ塗布される表面は、好ましくは前記方法で汚染されないかまたは被覆されない。殊に、凹所の壁７は、被覆されない。
【００３７】
抗粘着作用は、接触角度を測定することによって検出された。この作用は、洗浄剤を用いるかまたは洗浄剤を用いない数回の清浄化工程後でも安定したまま存在する。好ましくは、本発明による被覆は、僅かな表面荒さをも生じる。それによって、公知技術水準の場合の側壁の荒さの観察すべき問題、それに関連した、使用されるペーストに関する劣悪な触発挙動は、もはや記載されない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明により被覆された印刷用ステンシルの構造を示す略図。
【図２】本発明により被覆された印刷用ステンシルの拡大された扇形を示す略図。
【符号の説明】
【００３９】
２  印刷用ステンシル、  ２ａ  金属ステンシル体、  ３  凹所、  ５  導体板、  ６  抗粘着特性を有する被覆、  ７  凹所３の側壁、  ａ  凹所の最大寸法、  ｄ  被覆６の厚さ
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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