(57)【要約】【課題】スクリーン印刷用マスクを用いたスクリーン印刷において、微細パターンを形成する際に、開放端部までインクが十分に回らずに、開放端が後退する。【解決手段】この発明に係るスクリーンマスクは、設計上のパターンと同じ形状・同じ寸法からなる開口部２と、開口部２のコーナー部２ＣＰ及びその周囲のエッジ２ＥＰの近傍に密着して配設されており、実際には単独では印刷されない寸法を有するダミーの開口部３とを有する。例えば、ダミー開口部３の幅ｗの寸法は１０μｍ〜１７μｍである。斯かるスクリーンマスクを使用した印刷を行うことにより、ペースト材料や印刷条件を変更することなく、従来の印刷条件と同じ条件でもペーストの回り込み性を向上させ、設計上のパターン４に忠実な高精度なパターン５を得ることが出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン印刷用のマスクであって、
設計上のパターンと同じ形状・同じ寸法から成る開口部と、
前記開口部の近傍に配置された、実際には単独では印刷されないダミーの開口部とを備えることを特徴とする、
スクリーンマスク。
【請求項２】
前記ダミーの開口部の寸法は、印刷解像限界以下であり且つスクリーンのメッシュを構成する線の交点の寸法よりも大きいことを特徴とする、
スクリーンマスク。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のスクリーンマスクであって、
前記ダミー開口部は、前記設計上のパターンと同じ形状・同じ寸法からなる開口部と分離配置されていることを特徴とする、
スクリーンマスク。
【請求項４】
請求項1乃至３の何れかに記載の前記スクリーンマスクを使用してマスクパターンがその上に印刷されていることを特徴とする、
被印刷物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の印刷などに用いられるスクリーン印刷におけるスクリーンマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子部品の回路パターン形成方法は、フォトリソグラフィによるものや、印刷によるものがあるが、中でもスクリーン印刷法は、厚膜のインクを成膜することができるため、ソルダーや各種ペーストなどのパターン形成技術として広く用いられている。
【０００３】
スクリーン印刷は、所定の形状に開口したマスクにインクを通過させる印刷方法であり、スクリーンマスクには、メタルプレートをフォトリソグラフィ法で開口したメタルマスクと、金属線や樹脂線で作製したスクリーンメッシュ上に感光性エマルジョン材料を塗布し、フォトリソグラフィ法で露光・現像し、開口部を形成したメッシュマスクの２種類がある。
【０００４】
図５は、スクリーン印刷の概念図であり、その（ａ）は上面からの概念図、その（ｂ）は印刷中の断面を表している。スクリーンマスクは、版枠９に、スクリーンメッシュ１０が適切なテンションをかけられた状態で貼り付けられている。スクリーンメッシュ１０には、感光性エマルジョン１が塗布され、フォトリソグラフィ法などによって、所望の開口部を形成する。
【０００５】
通常のスクリーン印刷では、被印刷物４をステージ１１で固定した状態でスキージ１２により、ペースト１３を被印刷物４に加圧しながら刷ることにより、マスクのパターンを被印刷物４に転写し、印刷パターン１４を形成する。
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−１９１３号公報
【特許文献２】特開２００３−１０３７５２号公報
【特許文献３】特開２００２−４２５５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図６（ａ）はスクリーンマスクを上部から見た図であり、スクリーンマスク版枠９に貼り付けられたスクリーンメッシュ１０上に感光性エマルジョン１を塗布し、開口部２が形成されている。図６（ｂ）に示す様に、この開口部２を被印刷物４に転写する場合、設計値１５に対して、印刷パターン１６の様に、開放端部や各隅を含むパターンエッジが後退あるいは細る場合がある。
【０００８】
その原因としては、第１にはインクの粘度、チクソタラピー性、流動性などのインクの条件、第２にはスキージの加圧力、スキージ速度等の印刷条件、第３にはメッシュのサイズ、テンションなどのマスクの条件が最適化されていないためである。
【０００９】
しかしながら、設計上、あるいは、材料特性上の理由などから、上記の各種印刷条件を最適化することが困難な場合が多い。
【００１０】
そこで、この発明は、材料、印刷条件、マスク条件等を変更することなく、スクリーン印刷法を用いて微細パターンを形成する際に、開放端部やパターンエッジ（コーナー部を含む）において、後退、配線細り、配線切れ等のパターン異常を抑制可能な構造を有するスクリーンマスクを提供することを、その主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の主題は、スクリーン印刷用のマスクであって、設計上のパターンと同じ形状・同じ寸法から成る開口部と、前記開口部の近傍に配置された、実際には単独では印刷されないダミーの開口部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
以下、この発明の主題の様々な具体化を、添付図面を基に、その効果・利点と共に、詳述する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の主題によれば、スクリーン印刷を行う際に、開口部近傍に単独では印刷できないダミー開口部を配置することにより、印刷状態やペーストの粘度を変更することなく、パターンエッジ部の後退・細りを抑制することが出来る。又、印刷時において印圧尤度、ギャップ尤度を拡大させることも出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
（本発明の着眼点・特徴）
本発明のスクリーン印刷用マスクは、設計上のパターンと同一形状及び同一寸法から成る開口部と、当該開口部の各コーナー部を含む各エッジの近傍に配置されており且つ印刷解像限界以下の寸法を有するため実際には単独では印刷されないダミー開口部とを備える。そのため、当該スクリーンマスクを用いて被印刷物上にスクリーン印刷する場合には、ペースト材料や印刷条件を従来通りの値に対して変更することなく、従来の印刷条件と同一条件下においても、ペーストの回り込み性を向上させることが出来、印刷されるパターンの精度を、特にコーナー部とその周辺エッジ部に於ける印刷の精度を飛躍的に向上させることが可能となる。つまり、単独では印刷されない各ダミー開口部は、実開口部の各隅を含むエッジ部分の近傍で、ペーストの回り込み性を向上させる。実際に、様々なタイプのダミー開口部を有する試作品を用いた各実験では、印刷されたパターンの開放端の後退量が２０μｍから５μｍ以内に改善されていることを、本願発明者は確認している。
【００１５】
即ち、本発明に係るスクリーンマスクを用いたスクリーン印刷によるパターン形成方法では、当該スクリーンマスクに形成された実パターンの近傍に、単独では印刷解像限界以下のダミー開口部が配置されているため、通常では印圧がかかりにくいパターンのエッジ部分（各隅とその周辺エッジ部に該当）に対して、近傍に位置するダミー開口部を用いて、印刷に必要な印圧のかかる範囲をエッジ付近まで拡大し、開放端部やパターンエッジにおいて、後退、配線細り、配線切れ等のパターン異常を抑制する。
【００１６】
このダミー開口部の寸法は、使用するインクの性質によっても異なるが、印刷解像限界以下とする。ダミー開口部は、設計上のパターンと接触していても良いし、あるいは、分離していても良い。
【００１７】
又、パターンのコーナー部とその周囲のエッジ部にスクリーンのメッシュの交点が一致した場合、この部分は印刷されない。このため、これらのダミー開口部の寸法は、メッシュを構成する線の交点の寸法よりも大きいものが望ましい。
【００１８】
以下、図面を用いて、ダミー開口部の一例を示す各実施の形態を記載する。
【００１９】
（実施の形態１）
図1は、本実施の形態に係るスクリーンマスクと当該スクリーンマスクを用いたスクリーン印刷によって得られた被印刷物上のパターンとを模式的に示す上面図である。図１（ａ）において、感光性エマルジョン１はスクリーンメッシュ（図示せず）上に塗布されており、フォトリソグラフィ法により、設計上の開口部２が開口・形成されている。しかも、本実施の形態の中核部を成すダミー開口部３の各々が、設計上の開口部２に於ける、紙面の横方向に互いに隣り合った各コーナー部２ＣＰと当該コーナー部２ＣＰと繋がった周辺のエッジ部の一部分２ＥＰとを接触（密着）しながら取り囲む様に、横断面形状がコの字型に、形成・配設されている。これらのダミー開口部３の各々は、既述した原理に基づき、当該設計上の開口部２をスクリーン印刷したときに出来上がるパターンの開放端の後退・細りを抑制するための開口部であり、単独では被印刷物上に実際に印刷され得ない形状・寸法を有する。尚、図１に於いては、図５に示すスクリーン版枠９とスクリーンメッシュ１０とに関しては、共通構造のため、それらの図示化が省略されている。
【００２０】
本実施の形態に係るスクリーンマスクの仕様は、次の通りである。即ち、スクリーンメッシュの線径はφ１８μｍであり、メッシュ密度は５００本/インチの間隔で作製されており、総厚は感光性エマルジョン１を含めて４０μｍである。
【００２１】
図１（ｂ）に示す設計上のパターン４は、５０μｍ幅の開口、パターンの間隔が１５０μｍのスリット状の開口部パターン５を有する。当該スリット状パターン５は、既述した通り、印圧の加わる範囲のダミー開口部３への拡大化に伴うペーストの回り込み性の向上によって、ほぼ又は完全に開放端の後退の無い印刷パターンであり、その横断面形状はほぼ又は完全な長方形である。
【００２２】
本実施の形態で例示される各ダミー開口部３は、既述した様に、設計上の開口部２の開放端部分に、キャップを被せた様な形状を有している。
【００２３】
この様なダミー開口部３を有する上記のスクリーンマスクを用いて、印圧０．２０ＭＰａ、粘度１０万ｍＰａ・ｓ（10万cP；センチポイズ）のペーストを被印刷物（例えば図５の参照符号４）に対してスキージ動作を図面の下から上方向に成して印刷した場合、図１（ｂ）に示す様に、印刷されたペーストの設計上の寸法からの後退量が、ダミー開口部３なしの場合には２０μｍ以上であったことに対して、５μｍ以内に抑制されたことが、実験的に確認されている。尚、ペーストの上記粘度値は一例値にすぎず、開放端の後退抑制効果は、ペーストの粘度値が所定の範囲内（例えば、実使用粘度範囲３Ｐａ・ｓ〜３０Ｐａ・ｓ）の値の場合でも同様に得られることが、実験的に確認されている。この点に関しては、後述するその他の実施の形態２〜４においても、同様に成り立つ。
【００２４】
本実施の形態に於けるダミー開口部３の幅寸法ｗは、１０μｍ〜１７μｍであり、好適には、１５μｍが望ましい。寸法ｗが１７μｍを越える場合には、ダミー開口部３自体のパターンが被印刷物上に転写されてしまうことが実験的に確認されており、又、寸法ｗが１０μｍ未満の場合には、逆に開放端の後退抑制には効果がないことが実験的に確認されている。
【００２５】
又、本実施の形態における印圧は、設計上のパターン２に依存するが、一般的に０．１２ＭＰａ〜０．２４ＭＰａである。
【００２６】
（実施の形態２）
図２は、本実施の形態に係るスクリーンマスクと当該スクリーンマスクを用いたスクリーン印刷によって得られた被印刷物上のパターンとを模式的に示す上面図である。図２（ａ）において、参照符号６は本実施の形態に係るダミー開口部を示しており、各ダミー開口部６は、設計上の開口部２の四隅の各々のコーナー部２ＣＰから略対角線方向に外側に、その四隅の一角６ＣＰが位置する様に、設計上の開口部２から分離形成配置されている。その意味で、本実施の形態に係る各ダミー開口部６もまた、設計上の開口部２の各コーナー部２ＣＰの周辺近傍に配設されており、スクリーン印刷時に印圧が加わる範囲を設計上の開口部２から略対角線方向に外側に拡大化させる機能ないしは作用を奏する。その他の点は、実施の形態1で説明したものと同様であるので、説明を省略する。
【００２７】
ダミー開口部６は、既述の通り、設計上の開口部２のコーナー部２ＣＰとそれに繋がった周辺のエッジ部分とからは、分離した形で独立に存在するパターンである。
【００２８】
この様なダミー開口部６を有する上記のスクリーンマスクを用いて、印圧０．２０ＭＰａ、粘度１０万ｍＰａ・ｓ（10万cP）のペーストを被印刷物に対してスキージ動作を図２の下から上方向に成して印刷した場合に得られる印刷パターンを、図２（ｂ）に示す。図２（ｂ）に於ける通り、印刷されたペーストの設計上の寸法からの後退量は、ダミー開口部６が無しの場合には２０μｍ以上であったことに対して、５μｍ以内に抑制されたことが、実験的に確認されている。
【００２９】
本実施の形態におけるダミー開口部６の横断面形状は正方形であり、その一辺長の寸法は、１０μｍ〜２２μｍの範囲内にあり、設計上のパターン２とのコーナー部２ＣＰ，６ＣＰ間距離は３μｍ〜６μｍであり、好適には、寸法が１５μｍ、設計上のパターン２との距離は３μｍが望ましい。
【００３０】
（実施の形態３）
図３は、本実施の形態に係るスクリーンマスクと当該スクリーンマスクを用いたスクリーン印刷によって得られた被印刷物上のパターンとを模式的に示す上面図である。図３（ａ）において、参照符号７は本実施の形態に係るダミー開口部の一例である。設計上の開口部２の各隅に重畳的に位置する各ダミー開口部７は、その横断面形状が正方形であり、図３をその上方から眺めた際に当該正方形の上方又は下方の左側あるいは上方又は下方の右側の隅とその周辺部分の一部が、設計上の開口部２の各隅２ＣＰとそれに繋がった周縁部２ＥＰの一部分と重なり合った状態で形成されている。紙面横方向に互いに隣り合うダミー開口部７同士は、設計上の開口部２の各隅２ＣＰから突出した部分があたかも顔の耳状を成している様に配置されているとも、言える。この様に、ダミー開口部７は、設計上の開口部２のコーナー部２ＣＰとその周縁２ＥＰ部分に、開口部分の一部を重ねた様な形状を有している。
【００３１】
その他の構成要素は、実施の形態１で説明したものと同様であるので、説明を省略する。
【００３２】
上記のスクリーンマスクを用いて、印圧０．２０ＭＰａ、粘度１０万ｍＰａ・ｓ（10万cP）のペーストを被印刷物に対してスキージ動作を図３の下から上方向に対して成して印刷した場合には、印刷されたペースト５の設計上の寸法からの後退量は、ダミー開口部７が無い場合には２０μｍ以上であったことに対して、５μｍ以内に抑制されることを、実験的に確認している。
【００３３】
本実施の形態に係るダミー開口部７の横断面である正方形の一辺寸法は１０μｍ〜１７μｍであり、好適には１５μｍが望ましい。一辺寸法が１７μｍを超える場合には、ダミー開口部７のパターンが被印刷物に転写されてしまうこと、及び、一辺寸法が１０μｍ未満の場合には、開放端の後退抑制効果が得られないことも、同様に、実験的に確認している。
【００３４】
又、本実施の形態における印圧は、設計上のパターンに依存するが、一般的に０．１２ＭＰａ〜０．２４ＭＰａである。
【００３５】
（実施の形態４）
図４は、本実施の形態に係るスクリーンマスクと当該スクリーンマスクを用いたスクリーン印刷によって得られた被印刷物上のパターンとを模式的に示す上面図である。図４（ａ）において、参照符号８は本実施の形態におけるダミー開口部である。即ち、設計上の開口部２の各コーナー部２ＣＰ毎に、ダミー開口部８の横断面形状である正方形の一辺が設計上の開口部２の当該コーナー部２ＣＰに繋がった短手方向の一辺２ＥＰＳの一部に全体的に重畳する様に、ダミー開口部８が配設されている。従って、各ダミー開口部８の隅８ＣＰは、設計上の開口部２の各コーナー部２ＣＰの外側に配置される事は無く、重なっているか、あるいは、その内側に位置している。換言すれば、各ダミー開口部８は、設計上の開口部２の長手方向（縦方向）の辺ないしはエッジ２ＥＰＬから外側に食み出していることは無い。その他の構成要素は、実施の形態1で説明したものと同様であるので、説明を省略する。
【００３６】
本実施の形態では、図４（ａ）に示す様に、設計上の開口部２がその他の実施の形態の場合の開口部２よりも密集して紙面横方向に配設されており、互いに紙面横方向に隣接し合う設計上の各開口部２に付随する、対向し合う隣同士のダミー開口部８同士が重ならない様に（若し重なると、ダミー開口部８同士が印刷解像限界以上の面積を有することとなり、被印刷物上に印刷されてしまう）、各設計上の開口部２に関して、４個のダミー開口部８が密着配置されている。
【００３７】
この様なダミー開口部８を備えた上記のスクリーンマスクを用いて、印圧０．２０ＭＰａ、粘度１０万ｍＰａ・ｓ（10万cP）のペーストを被印刷物に対してスキージ動作を図４の下から上方向に向けて成して印刷した場合には、印刷されたペーストの設計上の寸法からの後退量は、ダミー開口部８が無い場合には２０μｍ以上であったことに対して、５μｍ以内に抑制された。
【００３８】
本実施の形態に係るダミー開口部８の横断面形状である正方形の一辺の寸法は１０μｍ〜２０μｍであり、好適には正方形の一辺の寸法は１５μｍであることが望ましい。正方形の一辺の寸法が２０μｍを越える場合には、ダミー開口部８のパターンが転写されてしまうこと、逆に、正方形の一辺の寸法が１０μｍ未満の場合には、開放端の後退抑制と言う効果が得られないと言う事実が、同様に、実験的に確認されている。
【００３９】
又、本実施の形態における印圧は、設計上のパターンに依存するが、一般的に０．１２ＭＰａ〜０．２４ＭＰａである。
【００４０】
（付記）
以上、本発明の実施の形態を詳細に開示し記述したが、以上の記述は本発明の適用可能な局面を例示したものであって、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、記述した局面に対する様々な修正や変形例を、この発明の範囲から逸脱することの無い範囲内で考えることが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明に係る被印刷物は、様々な電子デバイスに適用されて好適なものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態１に係るスクリーンマスクとその印刷結果を示す上面図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係るスクリーンマスクとその印刷結果を示す上面図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係るスクリーンマスクとその印刷結果を示す上面図である。
【図４】本発明の実施の形態４に係るスクリーンマスクとその印刷結果を示す上面図である。
【図５】スクリーン印刷の概念を模式的に表す上面図とスクリーン印刷の概念を模式に表す断面図である。
【図６】従来のスクリーンマスクと従来のスクリーンマスクを用いた時の印刷結果（課題）を示す平面図である。
【符号の説明】
【００４３】
１  感光性エマルジョン(ペースト未通過部)、２  設計上の開口部、３  ダミー開口部、４  被印刷物（設計上のパターン）、５  略又は完全に後退のない印刷パターン、６  ダミー開口部、７  ダミー開口部、８  ダミー開口部、９  スクリーン版枠、１０  スクリーンメッシュ、１１  被印刷物を固定するステージ、１２  スキージ、１３  印刷中のペースト、１４  印刷パターン、１５  設計値、１６  後退した印刷パターン。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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