(57)【要約】【課題】スクリーンメッシュにより、スキージ面でのペーストのローリング性を確保し、尚かつ印刷画像部のスクリーンメッシュを取り除く事で、半田ペーストの通過を可能にし、同時にペーストの版離れ性に優れたスクリーン印刷用印刷版を提供する。【解決手段】金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）が、互いの一面で接合されて一体となるスクリーン印刷用印刷版において、印刷画像部（３）は、該金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）の双方が、その接合面において、同一形状に穿孔され、空隙となった開口部である事を特徴とする、スクリーン印刷用印刷版と、該スクリーン印刷用印刷版において、スクリーンメッシュ側の穿孔部以外の全面、又は一部が、樹脂層（４）で被覆されている事を特徴とする、スクリーン印刷用印刷版。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）が、互いの一面で接合されて一体となるスクリーン印刷用印刷版において、印刷画像部（３）は、該金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）の双方が、その接合面において、同一形状に穿孔され、空隙となった開口部である事を特徴とする、スクリーン印刷用印刷版。
【請求項２】
請求項１に記載のスクリーン印刷用印刷版において、該スクリーンメッシュ側の穿孔部以外の全面、又は一部が、樹脂層（４）で被覆されている事を特徴とする、スクリーン印刷用印刷版。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、主として半田ペースト等を印刷する際のスクリーン印刷用印刷版に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
携帯電話や各種モバイル機器の普及に見られるように、今日各種電子機器類は益々小型化の度を早めており、これに伴い、電子部品実装分野においては、印刷半田パターンに、より一層の狭ピッチ化とファイン化が求められている。例えば、今後増加が予想される、０６０３サイズチップ部品や、０．２５ｍｍピッチＣＳＰの実装においては、隣接する印刷半田ペーストの間隙は１００〜２００μｍと狭まくなる。これは、従来許容された印刷半田のニジミや抜け不良が許されない状況であり、半田ペーストを印刷する際のスクリーン印刷用印刷版に、更なる性能向上が求められる所以である。
【０００３】ところで上記のスクリーン印刷用印刷版は、その形態から大きく２種類に分類される。一つは、印刷画像部にスクリーンメッシュを有する、所謂旧来からスクリーン版と称されてきたものであり、もう一つは、金属板に所望する印刷画像部を穿孔加工し、この穿孔された開口部から半田ペースト等を被印刷体に転写する、メタルマスクと呼ばれるものである。
【０００４】前者の、印刷画像部にスクリーンメッシュを有するスクリーン版の分野では、スクリーンメッシュの適正な版離れ効果により、銀、銅、ニッケル等の金属微粒子を含むペーストを、数十μｍピッチの微細パターンで印刷する事が可能となっている。この分野では、例えば特開平１１−１５７０４２号公報に見られるように、スクリーンメッシュに金属箔を接合したり、あるいはスクリーンメッシュ上に画像形成した高分子材料に、金属層を製膜してシートにしたものを接合して、寸法安定性や印刷適性の改善を図る場合がある。一方、特開平１０−３１５６４８号公報に見られるように、印刷画像部のスクリーンメッシュを、非画像部のスクリーンメッシュに比較して、細くする事により、ペーストの抜け性改善を図る試みもある。しかし、上記のような手法は、いずれも印刷画像部に十数μｍφ以上の線径を有するスクリーンメッシュが介在する事から、金属微粒子ペーストを印刷する場合は適用が可能であるが、一般的に粒子径が十数μｍφ以上の粗大粒子を有する半田ペーストは、スムーズに印刷画像部を通過できない。
【０００５】一方、電子部品実装分野における半田ペーストの印刷に際しては、現在主として、後者のメタルマスクが使用されている。この分野では従来、特に半田ペーストを連続して印刷する際、印刷されたペーストのニジミや抜け不良を防止するため、メタルマスクに対して各種の性能向上策が講じられてきた。その主流となっているのは、メタルマスクの表面改質という手法である。例えば、メタルマスクによる半田ペーストの印刷では、スキージ面でのペーストのローリング性という概念が、印刷適性を向上させるものとして重要視されてきた。これはスクリーン印刷版において、スキージ面でスキージとペーストに加わる摩擦抵抗力が、印刷画像開口部からのペーストの押し出しを容易にする点を考慮したものである。しかしメタルマスクのような平滑な金属面では、スキージに加わる摩擦抵抗力が削がれてしまい、その結果、半田ペーストをメタルマスク開口部から押し出す力が不十分になる。このため、半田ペーストのローリング性を改善する方法として、メタルマスクのスキージ面に各種の粗し加工を施す方法が、従来から試みられてきた。しかしこれらの粗し加工は、いずれもスクリーンメッシュの凹凸に比較すると、物理量のスケールが小さ過ぎ、その効果は、スクリーンメッシュを有するスクリーン版に本来備わっている、スキージ面におけるペーストのローリング効果に及ばなかった。一方、その他のメタルマスクの性能向上策として、例えば特開平０５−７７５７６号公報に見られるように、メタルマスクの開口部壁面に撥水、撥油成分を持たせ、ペーストの版抜け性改善を図る方法が試みられている。又メタルマスク壁面を鏡面にして、半田ペーストの抜け性改善を図る場合もある。しかし、上記に記したような改善策は、いずれもメタルマスク界面のミクロ的表面改質に止まっており、スクリーン印刷のような動力学的印刷適性の視点を必要とする分野では、著しい改善効果を発揮することが出来なかった。
【０００６】これは一方では、従来の改善手法では、スクリーン印刷における重要な印刷適性の要素である、ペーストの版離れという機能を、十分に発揮させる事が出来なかった事を意味する。即ち、例えば０．５ｍｍピッチ以上のＱＦＰを実装する際に必要となる半田ペーストを確保するためには、メタルマスクの板厚は通常１５０μｍ以上を必要とする。これを例えば、線径５０μｍφ、メッシュ数８０メッシュ、公称厚み１００μｍのステンレスメッシュに感光乳剤を５０μｍ厚に塗布し、版の総合厚みを１５０μｍに設計したスクリーンメッシュ版と比較すると、両者の板の物性としての可撓性には歴然とした違いがある。即ち８０メッシュのステンレススクリーン版は、十分な可撓性を有し、印刷時には１〜２ｍｍの版ギャップをとる事により、スムーズなペーストの版離れ性を確保する事が出来る。しかし１５０μｍ厚のメタルマスクの場合は、板の可撓性に劣るため、スクリーンメッシュ版と同等の版ギャップを取っても、適正な版離れを確保する事が出来なかった。このため、メタルマスクを使用した半田ペーストの印刷においては、版ギャップを取らないコンタクト印刷が一般的であり、これが半田ペーストの連続印刷を困難にする、一つの原因となっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
この様に、従来のスクリーン印刷用印刷版においては、一方で金属微粒子ペーストの印刷適性は十分に確保出来るものの、半田ペースト等のような粗大粒子を有するペーストの印刷においては、印刷画像部に介在するスクリーンメッシュがこれを阻害しており、又他方、金属板を穿孔したメタルマスク版においては、スクリーン印刷本来の印刷適性を十分に発揮する事が出来なかった。本発明の一つの目的は、金属板（１）のスキージ面にスクリーンメッシュ（２）を設けることにより、従来の所謂スクリーン印刷と同様に、スキージ面でのペーストのローリング性を十分確保し、尚かつ印刷画像部（３）のスクリーンメッシュを穿孔して取り除くことにより開口部を設け、粗大粒子を有する半田ペースト等をも、スムーズに通過させ得る、スクリーン印刷用印刷版を提供することにある。又もう一つの目的としては、金属板（１）にスクリーンメッシュ（２）を接合する事により、同等厚みのメタルマスクに比較して、スクリーン版に可撓性を付与し、版離れ性に優れたスクリーン印刷用印刷版を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題に鑑み、本発明者は、金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）が、互いの一面で接合されて一体となるスクリーン印刷用印刷版において、印刷画像部（３）は、該金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）の双方が、その接合面において、同一形状に穿孔され、空隙となった開口部である事を特徴とする、スクリーン印刷用印刷版と、該スクリーン印刷用印刷版において、スクリーンメッシュ側の穿孔部以外の全面、又は一部が、樹脂層（４）で被覆されている事を特徴とする、スクリーン印刷用印刷版が、半田ペースト等を印刷する際の印刷適性を著しく改善する事を見出した。
【０００９】
【発明の実施の形態】［１］
以下、本発明の実施の形態について説明する。金属板（１）の材質は、各種金属、あるいはその合金、あるいはそれら金属や合金を任意に選択して積層した金属板であり、その厚さは数μｍから数ｍｍの範囲で任意に選択出来る。しかし、材質の安定性、価格等を勘案すると、金属板（１）の材質はステンレス板であり、印刷効果の面から、その厚みは数十μｍから数百μｍの範囲で選択する事が好ましい。スクリーンメッシュ（２）は、ステンレス糸、ポリエステル糸、ナイロン糸、その他エンジニアリング樹脂の糸、或いはそれらを複合してなる糸及び、又は上記の糸に金属膜を製膜加工した糸からなるスクリーンメッシュから任意に選択できる。しかし、材質の安定性、価格、又スクリーン印刷における、スキージ面でのスキージやペーストの摺動、擦過等を勘案すると、スクリーンメッシュ（２）の材質はステンレス糸である事が好ましく、更には、印刷条件に応じて、市販のステンレスメッシュから適宜選択される事が望ましい。
【００１０】金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）の接合の手順は、金属板（１）を穿孔して、印刷画像部（３）の開口部としてからスクリーンメッシュ（２）と接合し、その後スクリーンメッシュ（２）を穿孔して、該印刷画像部（３）の開口部を設けても良いし、又はスクリーンメッシュ（２）を穿孔して、印刷画像部（３）の開口部としてから、金属板（１）と接合し、その後金属板（１）を穿孔して、該印刷画像部（３）の開口部を設けても良いし、又は金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）の各々を個別に穿孔して、各々に該印刷画像部（３）の開口部を設け、その後該両者を接合しても良い。しかし、穿孔方法や接合方法の精度、量産性等を勘案すると、金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）は、穿孔加工前に接合され、一体となった後、一括して穿孔加工を施し、印刷画像部（３）の開口部を設ける事が好ましい。
【００１１】金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）の接合の方法は、該両者の間に接着剤等の樹脂を塗布して両者を貼り合わせる界面化学的方法や、メッキ浴中に該両者を浸漬することで両者を貼り合わせる電気化学的方法や、溶接や拡散接合法のような物理的方法等、いずれの方法を用いても良い。しかし、金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）が、互いに接合されて一体となった後の、スクリーン印刷用印刷版の強度、寸歩安定性、又該両者を接合する工法の量産安定性等や、その後の穿孔加工法の簡便性等を勘案すると、接合の方法としては、同一、又は異質な二つの金属層を、互いの界面で直接的に接合する事が可能な、拡散接合法を用いる事が推奨される。この方法を用いると、金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）の材質として、各々ステンレスを選択した場合、該両者は原子レベルで接合された同一材料として取り扱いが可能となり、後述する穿孔加工方法において、レーザー加工、エッチング加工等公知の技術の応用が容易になる。
【００１２】次に金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）への穿孔方法と、スクリーン印刷用印刷版に供するまでの工程について説明する。ここで該両者の材質はステンレスであり、又該両者は、穿孔加工前に、拡散接合法により接合されている例をもって、説明を行う。穿孔方法は、レーザー加工、エッチング加工、ドリリング加工、ワイヤ放電加工、パンチング加工等、従来ステンレス板の各種穿孔加工に応用されてきた、いずれも公知の技術をもって行う事ができる。しかし一般的には、既にステンレス製メタルマスクの製造方法として、その製法が確立している、エッチング加工、又はレーザー加工により穿孔加工を行う事が好ましい。該両工法による穿孔加工の手順は、通常電子部品実装分野において、ステンレス製メタルマスクを製造する際に一般的に用いられる手法、即ち、図面又はＣＡＤデータを、フォトマスク又はＮＣ駆動用データに変換して、穿口加工を行う方法に順じる。そして上記の穿孔加工により、印刷画像部（３）の開口部が設けられた後は、やはりスクリーン製版業界において公知の手法である、コンビネーション法によりアルミ枠に展張され、スクリーン印刷用印刷版として供される。
【００１３】［２］次に、金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）が、互いの一面で接合されて一体となるスクリーン印刷用印刷版において、印刷画像部（３）は、該金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）の双方が、その接合面において、同一形状に穿孔され、空隙となった開口部である事を特徴とする、スクリーン印刷用印刷版において、該スクリーンメッシュ側の穿孔部以外の全面、又は一部が、樹脂層（４）で被覆されている事を特徴とする、スクリーン印刷用印刷版について説明する。樹脂層（４）の材質は、アクリル系、ウレタン系、エポキシ系、ゴム系その他各種公知の反応硬化性高分子材料や、セルロース系、ＰＶＡ系、ＰＶＰ系等、その他各種公知の水溶性高分子材料及び、又は上記高分子材料に、やはり公知の各種感光性樹脂、感光性モノマー、感光性オリゴマー、各種エマルジョン、各種物性改質添加剤等を混合したものから適宜選択される。
【００１４】樹脂層（４）形成の手段としては、スプレー法、スピンナー法、バッケト法、バーコーター法、スキージ法等、いずれも公知の塗布方法で塗布しても構わないが、バーコーターやスキージによる塗布が好ましい。又樹脂層（４）の厚みは、スクリーンメッシュのメッシュ数により異なってくるが、スクリーンメッシュの凹凸が、該樹脂により完全に埋められて、スキージ面が平滑になる事がないようにする事が望ましい。次に樹脂層（４）の形成方法を、金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）の材質としてステンレスを選択し、又該両者が、その穿孔加工前に、前記の拡散接合法により既に接合されている例をもって説明する。樹脂層（４）の形成方法は、金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）への穿孔方法に従い、概ね二通りの方法があるが、ここでは穿孔方法として、（ａ）エッチング法、（ｂ）レーザー加工法の二つの方法をもって説明する。又ここで引用するエッチング法とは、エッチングレジストに光硬化性樹脂を使用する、一般的なフォトエッチング法を意味する。
【００１５】（ａ）穿孔方法としてエッチング法を選択した場合、その方法は、一般的にステンレス板をエッチングする公知の手法に従い進められる。又エッチングの手法として、金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）の、各々の面を同時にエッチングする両面エッチング、又該両者の面を個別にエッチングする片面エッチング、そのどちらを選択しても良い。その際、金属板（１）側のエッチングレジストは、フィルム状、液状のどちらを選択しても良いし、又その材質も市販のエッチングレジトから任意に選択される。一方スクリーンメッシュ（２）側のエッチングレジストは、これが樹脂層（４）を構成する主要な部材になる場合がある。即ち、樹脂層（４）の形成手順としては、金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）をエッチング加工して、所望する印刷画像部（３）の開口部を設けた後、スクリーンメッシュ（２）側に各種公知の樹脂、例えば公知の感光性樹脂を塗布、又はフィルム状にしたものを貼り付けて、やはり公知の手順に従って露光、現像処理する事により、スクリーンメッシュ（２）の開口部と同一形状の印刷画像部の開口部を持った樹脂層（４）を設けても良いし、スクリーンメッシュ（２）側に塗布又はフィルム状にして貼り付けたエッチングレジストを、エッチング終了後もそのまま残し、樹脂層（４）としても良い。しかし、工法の簡便さ等を勘案すると、樹脂層（４）の形成方法としては、スクリーンメッシュ（２）側のエッチングレジストをそのまま残し、これにより樹脂層（４）を形成する事が好ましい。この場合、スクリーンメッシュ（２）側のエッチングレジスト材は、エッチングレジストとしての機能を要求されると同時に、エッチング後は永久塗膜として、スクリーン印刷用印刷版に供されることになるため、エッチングレジストの材質としては、光硬化性の液状材料であり、スクリーンメッシュ（２）の全体にわたって浸透し、金属板（１）、スクリーンメッシュ（２）の両方と強固に密着するように塗布され、硬化される事が望ましい。又一般的には、エッチングレジストは、エッチング終了後に、主としてアルカリ水溶液等で除去されるが、この場合は、スクリーン印刷用印刷版としての機能が要求されるため、金属との密着性、硬度、耐摩耗性、耐薬品性等を勘案した材質を用いる事が必要になる。例えば、プリント基板用光硬化性ソルダーマスク、光硬化性塗料等を構成する主材料から選択され、必要に応じて各種添加剤等を加え、又必要に応じて、硬化した樹脂をポストベークする事が推奨される。
【００１６】（ｂ）穿孔方法としてレーザー加工法を選択した場合の穿孔の方法は、一般的にステンレス板をレーザー加工する公知の手法に従い進められる。即ちレーザー加工機としては、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザー、ＹＡＧレーザー等、市販のどのレーザー加工機を用いても良い。しかし一般的に、数十〜数百μｍ厚のステンレス板に、数十〜数百μｍ長の幅、又は径の画像を精度良く穿孔する場合は、ＹＡＧレーザーを用いる事が推奨される。樹脂層（４）の形成方法は、金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）は、拡散接合法により既に一体となっているため、レーザー加工により、該両者を一括して穿孔し、所望の印刷画像部（３）を開口部とした後、該開口部と同一形状に、スクリーンメッシュ上に樹脂層（４）を設けても良い。しかし工程の簡便性等を勘案すると、樹脂層（４）は、レーザーによる穿孔加工前に、スクリーンメッシュ（２）側に設置され、その後レーザー加工により、金属板（１）、スクリーンメッシュ（２）、樹脂層（４）を同時に穿孔加工して、所望の印刷画像部（３）の開口部を得る事が望ましい。この場合、樹脂層（４）は永久塗膜として残る事になるので、やはり金
属との密着性、硬度、耐摩耗性、耐薬品性等が要求されるが、前述
【００１４】（ａ）エッチング法での場合と異なり、必ずしも光硬化性樹脂である必要はなく、熱硬化性樹脂等、公知の反応硬化性樹脂や添加剤を適宜選択する事が出来る。
【００１７】こうして金属板（１）とスクリーンメッシュ（２）が穿孔加工され、樹脂層（４）が形成されて印刷画像部（３）の開口部が設けられた後は、公知の手法であるコンビネーション法によりアルミ枠に展張され、スクリーン印刷用印刷版として供される。
【００１８】
【実施例】次に、以下に示す実施例により、本発明を更に具合的に説明する。
〔実施例１〕板厚５０μｍのステンレス板と、線径４５μｍφ、厚さ９０μｍ、メッシュ数１６５メッシュのステンレススクリーンメッシュを、各々１００ｍｍＸ１００ｍｍの寸法に裁断し、各々の面を合わせて、株式会社ヤチダ社製拡散接合装置により接合を行い、試料１を作成した。接合条件として、温度９００℃、保持時間６０分、加圧力１０ＭＰａ、真空度１０−３Ｐａにて処理を行った。接合処理後のステンレス板とスクリーンメッシュの断面を、電子顕微鏡写真で観察したところ、該両者はその界面で均一に接合された状態であった。次にこの試料１の両面に、富士薬品工業株式会社製液状エッチングレジストＦＲ−１４を塗布、乾燥した後、０．５ｍｍピッチＱＦＰと０．２５ｍｍピッチＱＦＰ混在テストパターンの写真フィルムを焼き付け、現像、硬膜処理を行った後、塩化第二鉄により、通常の方法で、試料１を両面エッチングした。エッチング終了後は、アルカリ水溶液にてエッチングレジストの剥膜を行った。エッチング終了後の試料１を顕微鏡で観察したところ、ＱＦＰパターンの穿孔された部分は、ステンレス板、スクリーンメッシュ共に、パターン形状通りに開口されていた。次に３２０Ｘ３２０ｍｍアルミダイキャスト枠に、２２５メッシュポリエステルスクリーンを紗張りし、試料１をコンビネーション加工によりスクリーンに貼り付け、スクリーン印刷用印刷版とした。次に試料１の印刷試験を実施した。印刷機として、マイクローテック株式会社製スクリーン印刷機ＭＴ−３２０ＴＶＣを使用し、半田ペーストとして、タムラ化研株式会社製ソルダーペーストＳＱ−１０−１１を使用した。印刷条件として、版ギャップ２ｍｍ、スキージ速度５０ｍｍ／秒で、試料１を用いた印刷版の印刷を行ったところ、０．５ｍｍピッチＱＦＰパターンの部分は、連続２５回の印刷にも、ニジミ、カスレ等の問題なく、良好な印刷結果を得る事ができた。次に０．２５ｍｍピッチＱＦＰの部分を観察すると、試料１のスクリーンメッシュ側に半田ペーストが入り込み、これが原因で、開口部に目詰まりが発生した。以上の印刷試験結果より、本実施例の方法により作成したスクリーン印刷用印刷版は、０．５ｍｍピッチＱＦＰの連続印刷性には優れた性能を発揮したが、０．２５ｍｍピッチのような微細パターンには、若干問題を残す事が解った。
【００１９】〔実施例２〕次に、〔実施例１〕と同様のステンレス板とステンレススクリーンメッシュを、やはり〔実施例１〕と同様の接合条件で接合し、試料２を作成した後、塩酸による酸洗浄を行い、水洗して表面を清浄にした。次にエポキシアクリレート樹脂を主成分とする市販の光硬化性ソルダーレジストに、硬度、耐摩耗性、耐薬品性、感度、夫々の向上を目的として、浅田化学工業株式会社製アクリル酸アルミＰ−３を少量添加し、良く混合した。次に、試料２のスクリーンメッシュ側の全面に、上記樹脂をワイヤバーコーターにて塗布し、３０℃で３０分放置し、混合樹脂の脱泡とスクリーンメッシュへのレベリングを行った後、８０℃で３０分加熱した。次に、上記樹脂の塗布された試料２のスクリーンメッシュ側を、２Ｋｗ高圧水銀灯を用い、距離１５ｃｍで５分間、全面露光し、樹脂層を完全硬化させた。次にこの試料２を、発振器出力１０ＷのＮｄ：ＹＡＧレーザー加工機を用い、スクリーンメッシュ側からレーザー光を照射し、穿孔加工した。穿孔パターンは、〔実施例１〕と同様の、０．５ｍｍピッチＱＦＰパターンと、０．２５ｍｍピッチＱＦＰパターンの混在パターンとした。穿孔加工後の試料２を顕微鏡で観察したところ、樹脂層、ステンレス板共に、バリ等もなく、又レーザー光が照射されたスクリーンメッシュ部分は、パターン通りに穿孔されていた。次にこの穿孔された試料２を用い、〔実施例１〕と同様の仕様でスクリーン印刷用印刷版に仕上げ、又〔実施例１〕と同様の条件で印刷試験を行った。その結果０．２５ｍｍピッチＱＦＰの部分も、連続２５回の印刷において、ニジミ、カスレ等の不具合もなく、良好な印刷結果を得る事ができた。
【００２０】
【発明の効果】このように、本発明によるスクリーン印刷用印刷版を用いる事で、スクリーンメッシュを有しながらも、印刷画像部での半田ペーストの通過が可能になり、又スクリーンメッシュの効果によるスキージ面での良好なペーストのローリング性と、スクリーンメッシュの可撓性による良好な版離れ性を確保する事ができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第２実施例の概要を示す断面図である。
【符号の説明】
（１）金属板
（２）スクリーンメッシュ
（３）印刷画像部
（４）樹脂層
【図１】
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