(57)【要約】【課題】電子回路の実装工程などの用に供される、導電性ペースト印刷用メタルマスクにおいて、表面及び開口側壁が高硬度かつ高い摺動性を有し、使用耐久性と印刷性能に優れた導電性ペースト印刷用メタルマスクを得る。【解決手段】レーザ加工法、電解めっき法などで作製され、開口内の異物を取り除いたメタルマスク母体に、無電解ニッケルめっき処理を施し、ニッケル、リン、ホウ素を含む高硬度高摺動性の合金皮膜を、１．０〜４．０μｍの厚さで被覆する。【選択図】図５
2015145092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子回路の実装工程などの用に供される、導電性ペースト印刷用メタルマスクであって、
面内に印刷用の開口が設けられたメタルマスク母体の表面及び開口側壁に、
メタルマスク母体よりもビッカース硬度が高い合金が被覆されていることを特徴とするメタルマスク
【請求項２】
メタルマスク母体のビッカース硬度が２００Ｈｖ〜６００Ｈｖであり、皮膜層のビッカース硬度が７００〜９００Ｈｖであることを特徴とする、請求項１記載のメタルマスク。
【請求項３】
皮膜層が、ニッケルとホウ素とリンの合金であることを特徴とする、請求項１または２記載のメタルマスク。
【請求項４】
導電性ペースト印刷に供されるメタルマスクの製造方法であって、面内に印刷用の開口が設けられたメタルマスク母体の表面及び開口側壁に、メタルマスク母体よりもビッカース硬度の高い合金を、無電解ニッケルめっきで被覆することを特徴とする、メタルマスクの製造方法。
【請求項５】
無電解ニッケルめっき液中の金属成分に、ニッケル、ホウ素、リンを含むことすることを特徴とする、請求項４記載のメタルマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子部品の表面実装などに供する、メタルマスクとその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現代の産業社会において、電気工学を応用した電子機器は、殆ど全ての分野で広く利用されており、我々の文明は電子産業に支えられていると言っても過言ではない。
【０００３】
一般に、電子機器中に内蔵されている電子回路基板は、基板上に配線パターンが形成された、プリント配線基板に、電子部品を機械的・電気的に接合することで構成されている。
【０００４】
電子部品をプリント配線基板に機械的・電気的に接合し、電子回路としての機能を持たせること実装と呼ぶが、この実装工程は、一般的には概ね以下のように行われる。
（１）半田粒子や銀粒子などの金属粒子を、フラックスと言う粘性媒体物に混同してペースト状にした導電性ペーストを、基板上の所定の位置に塗布する。導電性ペーストは、含有する金属粒子の種類により、「半田ペースト」「銀ペースト」と呼ばれる。
導電性ペーストを基板上に塗布するにあたっては、「メタルマスク」と呼ばれる金属製の孔版を用いる印刷法が、広く一般に用いられている。
（２）電子部品の端子を（１）で塗布した配線の所定の位置の導電性ペーストの上に戴置する。大量生産においては、この工程は「マウンタ」と呼ばれる自動装置で行われることが一般的である。
（３）電子部品を戴置したプリント配線基板を、リフロー炉と呼ばれる高温乾燥炉に搬送する。この中でおよそ１５０〜２７０℃程度の高温で加熱することで、導電性ペースト中のフラックスに含まれる溶剤成分が揮発し、導電性ペーストを凝固させ、部品を基板上に固定することができる。
【０００５】
上記実装工程は、大量生産においては、各工程にモジュール化され、このモジュールが連結されて一つの実装システムとして機能しているケースも多い。
【０００６】
ここで、（１）乃至（３）の実装工程のなかでも、（１）は実装工程のスタートとなる点で、大変重要な工程であるが、非定形物であるペーストを、粘性を保ったまま微細かつ大量に、一定量で一定形状に形成しなければならない点で、難易度も非常に高い。
【０００７】
上述の通りペースト印刷工程では、メタルマスクと言う金属製の孔版が広く用いられている。これは、孔版の印刷面の裏側でスキージを摺動させて、ペーストの塊を回転的に流動（ローリング）させながらメタルマスク上を移動させ、孔版に穿たれた開口に充填し、被印刷体にペーストを印刷するという工程をとる。これはいわゆるシルクスクリーン印刷と類似するが、メタルマスクはシルクスクリーンと異なり開口内に印刷を阻害する紗が存在しないことと、メタルマスクの厚みの精度がシルクスクリーンにおける孔版のそれに比べて優れることから、印刷されるペーストの形状や量の精度が優れている。また、強度の点でも金属製であるメタルマスクは、硬化させた感光性乳剤で形成されているシルクスクリーンにおける孔版よりも当然高く、繰り返し使用に対する耐久性も優れている。
【０００８】
これらのことから、メタルマスクは、電子回路の表面実装において重要なアイテムであり、メタルマスクの性能が電子機器の性能を左右すると考えられている。
【０００９】
メタルマスクに求められる性能や特性は、その重要性と相俟って多岐に渡る。開口の形状や寸法及び座標位置の精度は、印刷されるペーストの形状や量、基板上の位置を決定する。また、ペーストの開口からの抜け性は、開口に充填されたペーストがスムーズに開口から離脱し、所定の形状を保ったまま基板上に安定に戴置されるために重要な特性である。メタルマスクの材質の硬度や剛性は、繰り返し使用したときの金属疲労による破損や磨耗及び創傷に関係し、延展に対する耐久性を決める。さらに、表面の粗さや性状は、基板接触面側では、基板との密着性に関連してペーストの滲みの程度を左右する。一方、スキージ側ではスキージの摺動性を初め、印刷中のペーストのスムーズな流動性であるローリング性、後述するペーストのかき取り残りに影響するので、印刷性能の良否に大いに関わると考えられている。
【００１０】
ここで、メタルマスクの、印刷への使用の態様としては、一般にはアルミなどの四角い金属枠に、ポリエステルのスクリーンを張設したスクリーン枠と呼ばれるものに、メタルマスクを接着剤で固着して、メタルマスクを覆う部分のスクリーンを、固着部分（「コンビネーション部」と言われる）を残して切り取って製版した、「コンビネーションマスク」と呼ばれるものが使用されている．また、金属枠に対してメタルマスクを接着ではなく物理的に係合させて、繰り返し着脱が出来るようにした、いわゆる着脱式マスクと言うものも使用されているが、何れの形態をとったとしても、メタルマスクに求められる物性や性能に大きな差はない。
【００１１】
また、メタルマスクの製造方法としては、大きく分けて、（１）ステンレスなどの導電性金属の平板からなる、めっき基材上に、フォトリソグラフィ法を用いて開口パターンのレジスト画像形成をした上で、めっき基材上に電解ニッケルめっきを行う電解めっき法、（２）レーザ照射で、メタルマスクの素材である金属（主にステンレス）平板に直接に開口を形成するレーザ加工法、（３）フォトリソグラフィによるステンレス製の基材上への開口パターンの画像形成と、エッチングによる開口形成を組み合わせた、エッチング法が考えられる。各工程の簡単なフローを図１乃至３に記載した。製造方法により、メタルマスクの特性は異なるが、何れの製造方法をとったとしても、メタルマスクに必要な性能などは同様のものが求められる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
ここで、近年のエレクトロニクス技術の進歩に伴い、電子部品の微小化、実装の高密度化が進むにつれ、メタルマスクに対する要求の難しさも増している。例えば、最先端の０３０１５部品の実装には、０．１ｍｍ程度の微小な開口が必要となるが、この様な微小な開口の場合にペーストが開口内部にスムーズに充填されるには、印刷後にメタルマスクのスキージ面にペーストがこびり付かず、スキージの移動とともに出来るだけかき取られることが要望される。このためには，メタルマスクのスキージ面の摩擦が少なく，ペーストがスムーズに流動することが必要である。
【００１３】
また、部品が微小になるに伴い、導電性ペーストの粒径もφ５μｍ〜１５μｍと小さくなるが、この場合ペーストがメタルマスクと基板の隙間から滲みやすくなり、不良の原因となることが懸念される。これを防止するためには、メタルマスクの開口のエッジが丸まりを帯びずにシャープに形成されている必要がある。
【００１４】
開口寸法に対するメタルマスク厚の比であるアスペクト比が、一般に１より大きくなると、開口からペーストが抜けにくくなり、凝集破断を起こしやすくなる。そこで、メタルマスクの開口形状が微細になる場合、マスク厚を薄くする必要があるが、これはメタルマスクの剛性を下げ、使用耐久寿命を短くすると言う矛盾を孕んでいる。これを回避するためには、マスクの素材そのものの強度をあげる必要があるが、上記何れの製法を用いても、使える金属材料はある程度限られており、本質的に改善することは難しい。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の課題は、微細な部品の搭載を可能ならしめるため、開口のエッジ形状がシャープに形成されたメタルマスクに無電解ニッケルめっきを施し、その表面及び開口側壁に高硬度の合金を被覆して、印刷性と耐久性に優れたメタルマスクを得るというものである。当該メタルマスクは表面及び開口側壁の摩擦が低く抑えられるので、スキージ面でのスキージの摺動性が優れ、スキージ面に残留するペーストが殆どなく、さらに開口からペーストがスムーズに離型することから、良好な印刷性能を持つ。また、印刷によるメタルマスクの変形や創傷が少なく、優れた耐久性を有する。
【００１６】
本発明における請求項１に係る発明は、導電性ペースト印刷に供されるメタルマスクであって、
面内に印刷用の開口が設けられたメタルマスク母体の表面及び開口側壁に、メタルマスク母体よりもビッカース硬度が高い合金が被覆されていることを特徴とするメタルマスクであり、
また、請求項２に係る発明は、メタルマスク母体のビッカース硬度が２００Ｈｖ〜６００Ｈｖであり、皮膜層のビッカース硬度が７００〜９００Ｈｖであることを特徴とする、請求項１記載のメタルマスクであり、
また、請求項３に係る発明は、皮膜層が、ニッケルとホウ素とリンの合金であることを特徴とする、請求項１または２記載のメタルマスクであり、
また、請求項４に係る発明は、導電性ペースト印刷に供されるメタルマスクの製造方法であって、面内に印刷用の開口が設けられたメタルマスク母体の表面及び開口側壁に、メタルマスク母体よりもビッカース硬度の高い合金を、無電解ニッケルめっきで皮膜することを特徴とする、メタルマスクの製造方法であり、
また、請求項５に係る発明は、無電解ニッケルめっき液中の金属成分が、ニッケルとホウ素とリンを含むことを特徴とする、請求項４記載のメタルマスクの製造方法である。
【００１７】
上記メタルマスクは、０３０１５部品などの微小な電子部品を実装する為に特に有効である。
【００１８】
さらに、上記メタルマスクの製造方法は、０３０１５部品などの微小な電子部品を実装するメタルマスクを製造する為に特に有効である。
【００１９】
上記メタルマスク、及び上記メタルマスクの製造方法により製造されたメタルマスクは、電子部品の表面実装のみならず、半導体パッケージ用のバンプ電極形成、太陽電池セルの電極形成、プリンテッドエレクトロニクスにおける導電性ペーストを用いた回路印刷形成にも有効である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によるメタルマスクによれば、プリント配線基板上の所定位置に、導電性ペーストを高精度に印刷することができるので、０３０１５部品などの微小な電子部品の表面実装を可能にし、かつメタルマスクの耐久性を向上させ、その使用寿命を延ばす効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】電解めっき法によるメタルマスク母体の製造工程フロー
【図２】エッチング法によるメタルマスク母体の製造工程フロー
【図３】レーザ加工法によるメタルマスク母体の製造工程フロー
【図４】メタルマスク母体への無電解ニッケルめっき合金被覆工程フロー
【図５】本願発明に係るメタルマスクの断面図
【図６】本願発明の印刷評価の実施例と比較例
【図７】合金皮膜厚が４．０μｍ以上の場合の開口エッジの形態
【発明を実施するための形態】
【００２２】
添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。
【００２３】
本発明に係るメタルマスクの、合金皮膜を被覆する前の母体（以下「メタルマスク母体」という）は、従来から存在するメタルマスクの製造方法を用いる、電解めっき法、レーザ加工法、エッチング法の何れで製造されても良く、素材としては電解めっき法ではニッケル、レーザ加工法又はエッチング法ではステンレス（特にＳＵＳ３０４）が一般的であるが、これ以外にも、アルミニウムに対するドリル加工など、メタルマスク（即ち面内に開口を穿たれた金属孔版）を形成できる工法と素材であれば、これらに限られるものではない。
【００２４】
メタルマスク母体の表面や開口側壁に異物が付着していると、その部分にだけ合金皮膜が十分に被覆せずに、効果を損なうことになる。従って作製後、十分に然るべき処理を行って除去する必要がある。
【００２５】
つまり、電解めっき法であれば、開口内にドライフィルムレジストの残渣が残りやすく、レーザ加工法では、照射されたレーザビームの熱により、メタルマスク母体の表面や、開口の端又は側壁に酸化皮膜等の熱変質層、及び金属溶融物等の異物が付着するが、これらは完全に除去されることが要求される。
【００２６】
開口内異物の除去方法としては、電解めっき法におけるドライフィルムレジストの場合は、アルカリ系の剥離液にメタルマスクをめっき基材ごと浸漬し、溶解または膨潤させたのち、高圧水流で除去する方法が一般的である。
【００２７】
また、レーザ加工法においては、リン酸と硫酸の混合液またはリン酸水溶液からなる酸性液中で、直流電流を通電することで、金属溶融物を電気的に除去する電解研磨法がある。ここで、電解研磨は、過度に行うと、開口エッジの角を切削し、鈍らせてアール形状にしてしまい印刷滲みを起こすおそれがあるため、適度に処理する必要があり、さらに、電解研磨単独では開口側壁の熱変質層を除去できないため、事後にバフによる研磨を行い、これを除去する必要があるが、これもまた開口のエッジを物理的に削ってしまうため、注意が必要である。
次に、硝酸とフッ化系水素の混合液、または硝酸とフッ化水素アンモニウムの混合液である処理液に浸漬し、熱変質層や金属溶融物を化学的に除去する化学研磨法も考えられる。  
この方法は、前記電解研磨法と異なり、熱変質層も除去できる点と、開口のエッジの切削が発生しないという長所があるが、一方で酸により金属表面が粗くり過ぎる恐れがあるため，やはり過度に処理しないように加減する必要がある。
【００２８】
この点、電解研磨処理をして表面の凹凸を切削することで、ざらざらした梨地表面の金属を、光沢表面にすることができるので、先ず化学研磨により、金属溶融物と熱変質層を除去したのち、電解研磨を、開口エッジを損なわない程度に処置することで、鋭利な開口エッジと、滑らかな表面・開口側壁のメタルマスクの母体を得ることができる。ここで、後述のように、無電解ニッケルめっき皮膜の被覆により、表面の摺動性を良くするときにも、母体そのものが平滑である方が、より効果的である。
【００２９】
なお、メタルマスク母体は、レーザ加工法やエッチング法により作製したステンレス板の場合はビッカース硬度で約２００Ｈｖ以下であり、電解めっき法により作製したニッケル板の場合はおよそ３００〜６００Ｈｖである。
【００３０】
このメタルマスク母体の全体に、無電解ニッケルめっきを施して、表面と開口側壁に１．０μｍ〜４．０μｍ厚の合金皮膜を形成する。皮膜形成のフロー図を、図４に示した。ここで、１．０μｍ未満では、薄すぎるため、表面硬度の強化への効果が少なくなる。反面４．０μｍより厚くなると、開口エッジが鈍って丸まりを帯び始めてしまうため好ましくない。開口エッジが鈍り、シャープさを失うと、印刷滲みの元となるからである。この点、開口エッジ形状と、皮膜層の強度を兼ね備えられる厚さとしては、２．０〜３．０μｍが理想的である。なお、無電解めっき合金皮膜を被覆することで、その厚みに応じて開口の寸法は縮小し、メタルマスクの厚みは増加することになるので、設計段階でその分を計算して補正しておく必要がある。
【００３１】
この様にして得られたメタルマスクの断面図を図５に示す。
ここで、無電解ニッケルめっきの皮膜組成は、ニッケル−リン（Ｎｉ−Ｐ）、ニッケル−ボロン（Ｎｉ−Ｂ）のような代表的なものの他に、ニッケル−ボロン−リン（Ｎｉ−Ｂ−Ｐ）が挙げられる。また、最近ではＮｉ−Ｂ−Ｐのめっき液に、２価のスズイオンを添加することによって、鉛などの環境負荷物質の使用を抑えつつ、同様の物性を有する無電解ニッケルめっき皮膜を形成できることが知られている。
【特許文献１】特開平０８−１５８０５８
【特許文献２】特開２０１３−１４８０９
【００３２】
ここで、Ｎｉ−Ｐ合金皮膜は、析出時のビッカース硬度は約５００Ｈｖであるが、２５０℃以上で熱処理をすることで、７００Ｈｖ以上に上昇する。これに対し、Ｎｉ−Ｂ−Ｐ合金皮膜の場合、事後に熱処理をしなくとも、析出状態で７００〜８００Ｈｖ以上のビッカース硬度を得ることができる点で有利である。熱処理によりメタルマスクに熱サイクルを与えると、膨張・収縮による変形で、開口座標などが変動してしまい、印刷精度に悪い影響を与えるおそれがあるため、析出状態で高い硬度を得ることが望ましいからである。
【００３３】
なお、Ｎｉ−Ｂ−Ｐ合金において前記の効果を得るには、合金皮膜中の成分構成比が、Ｎｉが９７．０重量％以上、Ｐは０．５〜３．０重量％以上、Ｂが０．０５〜２．０重量％以下のときが、特に顕著な効果が得られる（特許文献１）。
【００３４】
本願発明に係るメタルマスクは、摺動性の高い高硬度の外殻に包まれることにより、スキージによる傷や磨耗が少なくなり、また、印刷の繰り返しに伴う変形による金属疲労に強くなる。一方、内部の電解ニッケルめっき皮膜やステンレスは、外殻に比較して低硬度で柔軟性を有するため、高硬度皮膜にありがちな脆さを補い、割れ・欠けの発生を低減することができる。
【００３５】
また、無電解めっき法は、電解めっき法に比べ、均一析出性に優れているため、めっき皮膜厚をバラつきなく全体的に均一に形成できるという利点があるが、単体で厚膜形成した場合、脆さが顕著になり衝撃や変形に弱くなる。また、めっき液が高価であり、かつ管理が難しいため、コストパフォーマンスが悪くなる。さらに、電解めっき法と同様に、フォトリソグラフィを併用して開口パターンを形成する場合、感光性ドライフィルムが無電解めっき液に対して弱いため、型崩れを起こしやすくなり、パターン形成が難しいと言う問題がある。このような理由から、無電解めっき法は、それ単体での厚膜形成には不向きであると考えられている。
【００３６】
そこで、電解めっき法等でメタルマスク母体を形成し、メタルマスクの品質や性能を左右する表層部分のみを無電解めっき法で形成することは、メタルマスク全体を無電解めっき法で作製する場合に比べ、メタルマスクの品質・性能を落とさずに、納期短縮や生産コストの削減を実現できると言う利点も有している。
【００３７】
メタルマスクの表面と開口内部に無電解ニッケルめっき皮膜を施したものとしては、先行技術として、下記特許文献が存在する。
【特許文献３】特開平０６−１８３１６５特許文献３に係る発明の無電解ニッケルめっきは、上記Ｎｉ−Ｐ合金の系統であり、析出状態では３００Ｈｖ程度であるが、３００℃で１時間熱処理を行うことで、６００Ｈｖ程度の硬度が得られるとされている。また、当該無電解ニッケルめっきは、そのめっき液中に撥水性樹脂であるＰＴＦＥが含有され、これがＮｉ−Ｐ合金中に共析するとされている。当該特許文献中には、この撥水性樹脂により摺動性が向上し、ペーストの離型性を増進させるとあるが、この場合前記の熱処理により、寸法変動が起こるため、位置精度が低下して微細部品の実装のための高精度印刷に適さなくなる危険性がある。さらに撥水性樹脂によりスキージ面が過度に滑りやすくなり、このため導電性ペーストのローリング性を低下させ、メタルマスク開口内への導電性ペーストの充填性を損なう懸念がある。さらに言えば、磨耗したＰＴＦＥが、印刷されるペーストに混入し、電子回路の性能に悪影響を及ぼす危険性も孕んでいる。
【００３８】
一方、本願発明の様に、合金皮膜中に撥水性樹脂を取り込んでいない場合、表面はむしろ濡れやすくなるので、導電性ペーストの溶剤などのフラックス成分が、メタルマスク表面や開口の側壁に薄膜の様に残り、これと高硬度金属の摺動性と相俟って、開口からの導電性ペーストの離型性を向上させる。また、スキージ面については、撥水性樹脂を含んだ場合ほどの過剰な滑りやすさはないため、導電性ペーストのローリング性は低下せず、印刷性を落とすことない。
【実施例１】
【００３９】
メタルマスク母体は、０．１ｍｍ厚のＳＵＳ３０４の素材に、レーザ加工法により開口を形成した後、化学研磨により開口エッジの金属溶融物と、開口側壁の熱変質物を除去した。メタルマスク母体の開口は、０６０３、０４０２の他、０３０１５部品実装パターンが各数パターンずつ形成されている。
【００４０】
このメタルマスク母体に、無電解ニッケルめっきを施し、合金皮膜を形成する。ここでは、無電解めっき液には、日本カニゼン株式会社製のＳＫＢ−２３０ カニボロン（登録商標 第４０８０７６１号）を使用したが、形成される合金皮膜の成分比が前記のものであれば、本製品に限らずに使用は可能である。
先ず、メタルマスク母体に対し、脱脂、酸洗、無電解ニッケルめっき用活性化処理（ストライクめっき等）などの前処理を行った後、前記無電解めっき液に指定条件に従って浸漬し、合金皮膜を形成した。浸漬後のメタルマスクの総厚を測定し、合金皮膜の厚さは２．０μｍであることを確認した。また、合金皮膜のビッカース硬度は、析出段階で７１５Ｈｖであった。
【００４１】
このようにして得られたメタルマスクを、スクリーン版に張設して印刷版とし、ステンレス製のスキージと、半田印刷機を用いて、半田ペーストの印刷試験をおこなった。その結果、スキージの摺動性、半田ペーストのローリング性は良好であり、スキージ面への半田ペーストの残りもなく、何れのサイズの開口においても半田ペーストの離型性も問題なく、所望の印刷パターンと印刷位置に、半田ペーストを転写することができた。
【００４２】
また、メタルマスクの耐久性（耐変形・耐摩耗）を見る為に、連続印刷試験を行った。１００００回印刷後にメタルマスクを外観と寸法を検査したところ、メタルマスク表面の傷、磨耗、及び伸びや変形は見られなかった。
【実施例２】
【００４３】
メタルマスク母体の厚さを２０〜１００μｍ、合金皮膜の厚さを０．５〜８．０μｍの範囲で系統的に変化させる以外は、実施例１と同じ条件で、印刷性と耐久性の評価を行った。図６の表にその結果を示した。
【００４４】
合金皮膜厚０．５μｍの場合、何れのメタルマスク総厚において、印刷性、耐久性とも合金皮膜の被覆効果は見られなかった。先ず、印刷性に関しては、スキージの摺動性は向上が見られず、印刷後にスキージ面にペースト残りが発生し、開口内部へのペーストのスムーズな充填を阻害し、結果として印刷不十分が発生した。これは０３０１５部品実装パターンの様な、微小パターンの印刷に対して特に顕著であった。
【００４５】
また、耐久性に関しても、連続印刷中にスキージによる創傷が多数発生した。これらの結果は、合金皮膜の厚さが不十分であることを示唆している。
【００４６】
合金皮膜厚１μｍの場合、何れの総厚のメタルマスクに関しても、印刷性については、スキージの摺動性が滑らかになり、ペーストのローリング性も良く、印刷後のスキージ面へのペースト残りも発生せず、０３０１５実装パターンの印刷も特に問題なく実現でき、従来の合金皮膜が被覆されていないメタルマスクより有意な効果が確認できた。
【００４７】
一方、耐久性に関しては、１００００回の連続印刷後のメタルマスク表面に、スキージによる傷や擦れが０．５μｍより少ないが散見された。即ち、合金皮膜厚１μｍは、印刷性の向上に対しては効果を発現するが、耐久性向上については不十分である。
【００４８】
合金皮膜厚２．０，３．０μｍのときは、何れの総厚のメタルマスクにおいても、印刷性、耐久性ともに向上の効果が現れた。
【００４９】
スキージの摺動性、半田ペーストのローリング性は良好であり、スキージ面への半田ペーストの残りもなく、何れのサイズの開口においても特段の半田ペーストを印刷することができた。
【００５０】
また、メタルマスクの耐久性については、連続印刷１００００回後のメタルマスクを外観と寸法検査により、メタルマスク表面の傷、磨耗、及び伸びや変形が発生していないことが確認された。
【００５１】
合金皮膜厚４．０μｍのときは、何れの総厚のメタルマスクにおいても、スキージの摺動やペーストの離型性については、合金皮膜厚２．０，３．０μｍと同様に改善がされていたが、印刷後の半田ペーストに、僅かな滲みが発生した。原因確認の為に、メタルマスクの開口のエッジを確認したところ、３．０μｍ以下の場合にはエッジが鋭利な形状をしていたことと異なり、図７のように鈍ったアール形状をしていた。即ち、当該印刷滲みは、このアール形状に起因して発生したものである。
【００５２】
耐久性については、合金皮膜厚２．０，３．０μｍの場合と同様に、向上効果が見られた。
【００５３】
合金皮膜厚６．０，８．０μｍの場合、耐久性に関しては、２．０〜４．０μｍのときと同様に、向上効果があったが、ペースト滲みは４．０μｍのときより大きくなった。開口エッジの形態を確認したところ、４．０μｍのときに比べ、鈍りの程度が大きくなっていた。
【００５４】
以上のように、印刷性、耐久性両者に対して有効と評価される合金皮膜の厚さは、メタルマスク母体の厚さによって変化するが、２μｍ乃至３μｍの範囲では、全ての母体厚において、印刷性、耐久性とも効果があったことが確認できた。１μｍ乃至２μｍまたは３μｍ乃至４μｍでは、メタルマスク母体厚により、印刷性、耐久性のいずれかに対する有効性が弱くなるが、従来の、合金皮膜を被覆していないメタルマスクに比較して、何れか一方が改善されていた。
（比較例１）
【００５５】
実施例１と同様の条件で、無電解ニッケルめっきをＮ−Ｐ系としたメタルマスクを作製した。析出時の表面硬度は、約４００Ｈｖであり、これを熱処理せずにスクリーン枠に張設し、印刷試験を行った。結果としては、スキージの摺動性は実施例１ほど滑らかではなく、０３０１５部品用の開口において、何点かペースト離型不良が発生した。また、連続印刷の初期においては、スキージ側にスキージ痕が、印刷側に基板の痕がついた。
（比較例２）
【００５６】
一方、比較例１と同条件で作製したメタルマスクを、２５０℃で１時間熱処理をしたところ、硬度は６５０Ｈｖまで上昇したが、メタルマスクの熱変形に起因する開口座標のズレが発生し、印刷試験において、所定の位置からずれた場所に半田ペーストが転写されると言う不具合が発生した。
（比較例３）
【００５７】
メタルマスク母体は実施例１と同様であり、合金皮膜は特許文献３と同様に、Ｎｉ−Ｐ系にＰＴＦＥが含有されているようなメタルマスクを作製した。
析出段階での３２０Ｈｖと低かったため、３００℃で１時間熱処理を行ったところ、高度は約６００Ｈｖにまで向上したものの、比較例４と同様に、マスクの変形が発生した。また、撥水性樹脂の為にスキージ面の摩擦が低すぎるため、半田ペーストのローリングは実施例１ほど良好ではなく、開口へのペーストの充填性に乏しかったため、０３０１５部品については、半田ペーストが十分に印刷されていなかったという結果となった。
【００５８】
以上の実施例、比較例において、メタルマスク母体はレーザ加工法で作製されたものを使用したが、電解めっき法、エッチング法は勿論、その他の製法により作製されたものに対しても、本願発明の効果は同様に得られることは明らかであり、その他の実例も、それらに限定されると言う意味ではない。
【符号の説明】
【００５９】
５１  メタルマスク
５２  無電解ニッケルめっき合金皮膜
５３  メタルマスク母体
５４  開口
７１  開口エッジ
７２  開口
【図１】
2015145092.tif 000003
【図２】
2015145092.tif 000004
【図３】
2015145092.tif 000005
【図４】
2015145092.tif 000006
【図５】
2015145092.tif 000007
【図６】
2015145092.tif 000008
【図７】
2015145092.tif 000009