(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性材料からなる薄状金属板本体（２）に所望パターンの開口部（１）が形成されており、
開口部（１）内の領域は、網目線（１ａ）によって複数の小さな開口領域に区切られており、
網目線（１ａ）を含む薄状金属板本体（２）の片面に、微小ピッチで網目状に連続するリブ（３）が、薄状金属板本体（２）および網目線（１ａ）と一体に形成されており、
前記開口部（１）に設けられる網目線（１ａ）のそれぞれに一本のリブ（３）が形成されるとともに、網目線（１ａ）の間隔が、前記開口部（１）以外の薄状金属板本体（２）に形成されたリブ（３）の隣接間隔（ｐ）よりも大きく設定してあることを特徴とする電鋳製薄状金属板。
【請求項２】
請求項１に記載の電鋳製薄状金属板の製造方法であって、
前記開口部（１）となる部分を含む非電導性の原板（４）の表面に、前記リブ（３）のパターンに対応する微細な溝（６）を微小ピッチで網目状に形成する工程と、
前記原板（４）の溝（６）内のみに導電性のメッキ用下地（８）を形成する工程と、
前記原板（４）の溝（６）内のメッキ用下地（８）を電極として電鋳金属を成長させて、原板（４）の溝（６）内に微小ピッチで網目状のリブ（３）を形成し、さらに、原板（４）の表面の、前記開口部（１）となる部分には、網目線（１ａ）どうしがつながらないようにリブ（３）と一体に網目線（１ａ）を形成し、原板（４）の表面の、前記開口部（１）以外の部分には、リブ（３）どうしをつなぐ薄状金属板本体（２）を形成する工程と、
網目線（１ａ）を含む薄状金属板本体（２）を、リブ（３）ごと原板（４）から剥離する工程からなる電鋳製薄状金属板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、ＩＣやＬＳＩ用プリント配線等のスクリーン印刷等に好適に使用される印刷用メタルマスク、ＩＣリードフレーム、インクジェットノズル、蒸着用マスク、シートコイル、薄型平面アンテナ、ロータリーエンコーダ、その他これらに類する電鋳製薄状金属板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電鋳製薄状金属板、例えば、印刷用メタルマスクを電鋳により製造するに際しては、図９（Ａ）ないし（Ｃ）に示すように、まず母型２０の表面に所望パターンのフォトレジスト２１をパターンニング形成し、次いで母型２０のフォトレジスト２１で覆われていない表面に電着層２２を電着形成し、次いで電着層２２の表面を研摩した後母型２０から電着層２２を剥離して所望パターンの開口部１を有する印刷用メタルマスクを得ていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、上記した従来例のメタルマスクの製造方法では、フォトレジスト２１でマスク基板２の開口部１・１間の線幅を規制するので、比較的再現性に優れる精密な微細パターンが得られるが、一枚毎に母型２０が必要であり高価となる。また微細な開口パターンの精度がフォトレジスト２１の現像性能あるいは厚さ等に左右され、現像されたフォトレジスト２１の一部２３が図９（Ａ）の拡大図に示すごとく露光不足により母型２０との密着力が不足していた場合母型２０から剥がれることにより欠けが発生したり、ピット２４の発生等により不良発生が起こすおそれがあった。さらに、フォトレジストによるパターンニング時に、室温や露光時間、現像時の条件等によってもフォトレジストの定着性等に影響を与えるため、これらを厳密に管理する必要があった。
【０００４】
本発明の目的はこうした問題を解消するためになされたもので、薄状でありながら強度を確保できる電鋳製薄状金属板を提供するにある。また本発明の目的は、かかる電鋳製薄状金属板を簡単にかつ高精度に、しかも原板の繰り返し使用を可能にすることにより低コストで製造できる電鋳製薄状金属板の製造方法を提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の電鋳製薄状金属板は、導電性材料からなる薄状金属板本体２に所望パターンの開口部１が形成されており、開口部１内の領域は、網目線１ａによって複数の小さな開口領域に区切られており、網目線１ａを含む薄状金属板本体２の片面に、微小ピッチで網目状に連続するリブ３が、薄状金属板本体２および網目線１ａと一体に形成されており、前記開口部１に設けられる網目線１ａのそれぞれに一本のリブ３が形成されるとともに、網目線１ａの間隔が、前記開口部１以外の薄状金属板本体２に形成されたリブ３の隣接間隔ｐよりも大きく設定してあることを特徴とする。
【０００６】
本発明は、上記構成の電鋳製薄状金属板を製造するに際し、前記開口部１となる部分を含む非電導性の原板４の表面に、前記リブ３のパターンに対応する微細な溝６を微小ピッチで網目状に形成する工程と、前記原板４の溝６内のみに導電性のメッキ用下地８を形成する工程と、前記原板４の溝６内のメッキ用下地８を電極として電鋳金属を成長させて、原板４の溝６内に微小ピッチで網目状のリブ３を形成し、さらに、原板４の表面の、前記開口部１となる部分には、網目線１ａどうしがつながらないようにリブ３と一体に網目線１ａを形成し、原板４の表面の、前記開口部１以外の部分には、リブ３どうしをつなぐ薄状金属板本体２を形成する工程と、網目線１ａを含む薄状金属板本体２を、リブ３ごと原板４から剥離する工程からなることを特徴とする。
【０００７】
【作用】
薄状金属板本体２の片面に微小ピッチで連続状のリブ３を形成してあると、薄状でも適度な強度、特に曲げ強度を有する薄状金属板が得られる。
【０００８】
薄状金属板を製造するに際し、薄状金属板本体２を剥離した後の原板４は再使用することができる。前述した従来の電鋳によるメタルマスクのごときフォトレジストを使用しないで、微細な溝６または凹部９群を有する原板４を使用するとともに該溝６または凹部９にメッキ用下地８を形成して電鋳するので、フォトレジストの現像性、厚さやパターンニング時の条件管理などに関係なく、母型とフォトレジストとの密着度低下や特に開口部２の周縁においてピット等が発生せず、さらにパターン化された原板を繰り返し再使用できるため、寸法精度等において再現性に優れた、高精度の精密微細な開口パターンを得る。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（参考例）
図１ないし図３は本発明を印刷用メタルマスクに適用した場合の参考例を示す。図１は印刷用メタルマスクの一部を示し、これは所望パターンの開口部１を有する薄状金属板本体即ちマスク基板２の印刷面２ａ側に、微小ピッチで連続状のリブ３を形成している。リブ３は、メタルマスクの電鋳時に電極（陰極）の役目を兼ねさせるために連続状にかつ導電性材料で形成する必要がある。例えば、マスク基板２の厚みｔは５０μｍである。開口部１の開口幅ｗは、パターンの形状、大きさによって種々異なるが、例えば、３０〜７０μｍである。リブ３は網目状に形成し、このリブ３のマスク基板２の印刷面２ａからの突出高さｈは０．５〜２μｍ、リブ３の幅ｑは５〜１０μｍ、リブ３とリブ３との間隔ｐは５〜１０μｍである。
【００１０】
図２（Ａ）ないし（Ｇ）はかかる印刷用メタルマスクの電鋳製品を得るまでの工程図を示す。先ず、図２（Ａ）のように、ガラス製の原板４の一表面側に、スパッタリング等の方法で均一にクロム薄膜を形成するとともに、この原板４のクロム薄膜の表面に、ＥＢ描画やパターンジェネレータ描画等により、開口部１のパターンに対応する部分を除く箇所に上記印刷用メタルマスクのリブ３のパターンに対応してクロム薄膜を除去したパターンをもつクロムマスク５を作成する。次いで、図２（Ｂ）のように原板４の表面のクロムマスク５で覆われていない部分をフッ化水素酸を含むガラス腐食液で腐食した後クロム膜を除去することによって、図２（Ｃ）および図３に示すように、印刷用メタルマスクの開口部１となる部分を除く箇所にリブ３のパターンに対応する網目状の微細な溝６を形成する。例えば、溝６の開口幅ａは１０μｍ、溝６と溝６の間隔ｂは１０μｍ、溝６の深さｄは0.７μｍである。開口部１に相当する所は、パターンの形状、大きさに応じて、溝６の存在しない平坦部となっている。
次いで、図２（Ｄ）のように、原板４の表面および溝６内に銀鏡反応等の化学鍍金で銀薄膜７を形成する。次いで、水を含ませたスポンジで原板４の表面の銀薄膜７のみを除去することにより、図２（Ｅ）のように溝６内のみに銀薄膜からなる導電性のメッキ用下地８を形成する。
【００１１】
次いで、通常のスルファミン酸ニッケル浴中で、この連続する溝６内のメッキ用下地８を電極として、このメッキ用下地８からニッケルを成長させて図２（Ｆ）のように原板４の溝６内のメッキ用下地８に溝６の深さを越える高さにまで電鋳し、更に電鋳ニッケルが溝６の深さを越えた後も成長し続けさせることで、隣接する溝６・６を越えた電鋳ニッケルどうしがそれぞれ連続的につながって、溝６内に印刷用メタルマスクのリブ３を形成するとともに、原板４の表面上にリブ３どうしをつなぐマスク基板２、および開口部１を形成する。このように微細な溝６を有する非導電性の原板４を使用し、その溝６にメッキ用下地８を形成した後に、リブ３およびマスク基板２を電着形成するので、従来のフォトレジストを使用する電鋳法に比べて、寸法精度のきわめて高い精密微細パターンを有する印刷用メタルマスクを得ることができる。特に、開口部１の周縁部分については、フォトレジストをパターンニングして電鋳形成するものに比べて、レジストの密着状態や現像性能に影響されることなく、ピットや欠けの無い高精度のパターンを形成することができた。
スルファミン酸ニッケル浴の組成とメッキ条件の一例を示す。
スルファミン酸ニッケル                  ４５０ｇ／ｌ
塩化ニッケル                              ４０ｇ／ｌ
ホウ酸                                    ３０ｇ／ｌ
浴温                                      ５０℃
ｐＨ                                4.０〜4.５
電流密度                                    ５Ａ／dm2 
【００１２】
次いで、原板４からマスク基板２をリブ３とともに剥離する（図２（Ｇ））。その際、化学鍍金銀の網目状のメッキ下地８は、原板４との付着力が弱いため、リブ３側に付着したまま、原板４から剥離される。剥離後、リブ３に付着したメッキ下地８はシアン化ナトリウムで陽極電解することにより、リブ３から除去することができる。このメッキ下地８の除去により、メッキ下地８の厚み分だけ低い突出高さを持つリブ３を得ることができる。しかし、必ずしもメッキ下地８を除去する必要はなく、リブ３に付着させたままでも使用することができる。
【００１３】
このようにして得られた印刷用メタルマスクはマスク基板２の印刷面側に微小ピッチで連続状のリブ３を形成してあるので、薄状のメタルマスクも曲げ強度を確保できる。また、印刷用メタルマスクは、スクリーン印刷に際し、マスク枠に張ったうえで、プリント基板など被印刷物（印刷対象物）の上に置かれ、クリームはんだをスキージの移動によりメタルマスクの開口部１に充てんし、被印刷物に転写させるのであるが、その際、メタルマスクの印刷面にリブ３を形成してあるため、被印刷物に対しリブ３を介して密着することになるので被印刷物から離し易くなるという版離れ性に優れるものとなり、またマスク枠に食いつきやすくて強固に枠張りすることができる。さらに、印刷されるクリームはんだやタングステンペースト等の導電性ペーストの粒径は約５〜６μｍ程度であるが、リブ３はマスク基板２に対して0.５〜２μｍ程度の極めて微小高さに形成してあるので、導電性ペーストの回り込みによるにじみ発生等のおそれもなく、高精度な印刷を可能にする。
【００１４】
（第１実施例）
図４ないし図７は本発明の第１実施例を示す。この実施例では、各開口部１を網目状に形成する以外は参考例のものと同様である。すなわち、この実施例の印刷用メタルマスクは図４にその一部を示すように、マスク基板２および開口部１内の網目線１ａの印刷面側に網目状のリブ３を形成し、網目線１ａの網目はリブ３の網目大きさよりも大きく形成する。このメタルマスクを使用して、たとえば、スクリーン印刷する場合は、インキやクリームはんだ等の導電性ペーストが網目状の開口部１から吐出することになる。開口部１を網目状に形成すると、開口部１が長孔などの大きい開口幅に形成される場合も網目線１ａによる補強機能によって、マスク基板２が開口部１でぺらぺらになるようなことがなくて強度を確保でき、取り扱いが容易に行えるとともに、高精度の印刷を可能にする。また開口部１は、図７に示すごとく、開口部１の中央にマスク基板２とは独立したランド部を備えた環状に形成することもできる。更に、メッシュ一体型メタルマスクとして、網目線１ａにより、開口部１を通しての導電性ペースト等の印刷量を規制できて高精度の印刷を行うことができる。
【００１５】
図５（Ａ）ないし（Ｇ）はかかるメタルマスク電鋳製品を得るまでの工程図を示す。図５（Ｃ）および図６に示すように、リブ３および開口部１のパターンに対応する微細な溝幅の溝６を形成したガラス製の原板４を使用する。この原板４の製法としては参考例の場合と同様にＥＢ描画等を使用する方法である（図５（Ａ）および（Ｂ））。溝６の開口幅ａ、溝６と溝６の間隔ｂ、溝６の深さｄは参考例の場合と同寸法である。本実施例の場合、開口部１の開口幅ｗは０．５〜５ｍｍに設定したパターンとなっている。開口部１の網目線１ａと網目線１ａの間隔は前記溝６の間隔ｂよりも大きくて、たとえば、５０〜５００μｍである。次いで、図５（Ｅ）に示すように原板４の網目状の溝６内に導電性のメッキ用下地８を形成する。これは、参考例の場合と同様に、図５（Ｄ）のように化学鍍金で形成した銀薄膜７を、スポンジで表面のみ除去し、溝６内のみに銀薄膜７からなるメッキ用下地８を形成する。
【００１６】
次いで、通常のスルファミン酸ニッケル浴中で、図５（Ｆ）のように原板４の溝６内のメッキ用下地８に電鋳することにより、網目状のリブ３および網目状の開口部１を有するマスク基板２を電着形成する。その際、単位面積当りに電着される金属量はほぼ一定であり、開口部１の網目線１ａの網目間隔はリブ３の間隔よりも数倍ないし数十倍も大きく設定してあるので、開口部１の網目線１ａが印刷面側にリブ３を付ける断面きのこ形状に成長するだけで、網目線１ａどうしがつながるようなことはなくて開口部１を網目状に形成することができる。この場合のスルファミン酸ニッケル浴の組成とメッキ条件は参考例の場合と同様である。最後に、図５（Ｇ）のように原板４からマスク基板２をリブ３および網目線１ａとともに剥離する。
【００１７】
（他の実施態様）
上記した実施例等ではめっき用下地８を形成するに際し原板４の表面に銀鏡反応等の化学鍍金で銀薄膜７を形成するが、これに代えて原板４の表面にスパッタリングでパラジウム、金、銀などの導電性薄膜を形成するもよい。この場合は原板４を表面研磨することで溝６内を除く原板４の表面の導電性薄膜のみを除去し、溝６内にのみ導電性薄膜を残してめっき用下地８を形成することになる。メッキ用下地８から成長させる電鋳金属としてはニッケル以外に、ニッケル−コドルト合金等のニッケル合金や銅等種々考えられる。原板４はガラス以外に、セラミックや合成樹脂などの非導電性材料で形成することもできる。
【００１８】
上記した実施例等では原板４に溝６が縦線と横線をクロスさせた網目状に形成されるが、これ以外に、縦線のみ、または横線のみであってもよい。但し、これら縦線のみ又は横線のみの溝６である場合、電鋳時の電気的導通を図るために、原板４に形成した溝６・６どうしを横断する導通用溝を形成する必要がある。そのほかに、原板４に開口部１となる部分を除く箇所に溝６を付けるに代えて多数の微小凹部９群を連鎖状に付けるもよい。すなわち、図８に示す第２実施例のように原板４の表面の開口部１のパターンに対応する箇所にフォトレジスト膜１０を形成したうえで、その原板４の表面にショットブラストを吹き付けて、その原板４のフォトレジスト膜１０で覆われている箇所以外の表面をすりガラス状に加工することで開口部１に対応するフォトレジスト膜１０以外の箇所の全面に微小凹部９群を連鎖状に形成するものであってもよい。または原板４の表面の開口部１のパターンに対応する箇所にクローム等でマスキングしたうえで、フッ化水素酸などでエッチングして不規則な凹凸の付いた粗面に加工することで開口部１に対応するフォトレジスト膜１０以外の箇所の全面に微小凹部９群を連鎖状に形成するものであってもよい。これらフォトレジスト膜１０やクローム等のマスキング膜はその後除去して開口部１に対応する部分を露出させる。このようにして形成される多数の連鎖状の微小凹部９に銀等の導電性薄膜からなるめっき用下地８が形成されること、そのめっき用下地８から電鋳を成長させることなどは、上記実施例の溝６による場合と全く同様である。
【００１９】
電鋳製薄状金属板としては、上記した印刷用メタルマスク以外に、ＩＣリードフレーム、インクジェットノズル、蒸着用マスク、シートコイル、薄型平面アンテナ、ロータリーエンコーダなどにも同様に適用できる。その場合、リブ３の突出高さｈ（0.５〜１μｍ）を含む金属板総厚が３μｍ程度の超薄状金属板製品をも実現できるに至った。
【００２０】
【発明の効果】
本発明の電鋳製薄状金属板によれば、薄状金属板本体２の片面に微小ピッチで連続状のリブ３を一体形成してあるので、所望パターンの開口部１を有する薄状金属板にも適度な曲げ強度等の機械的強度を向上できて印刷用メタルマスク、ＩＣリードフレーム、インクジェットノズル、蒸着用マスク、シートコイル、薄型平面アンテナ、ロータリーエンコーダなどの電鋳製品に好適である。
【００２１】
本発明の電鋳製薄状金属板の製造方法によれば、薄状金属板の開口部１となる部分を除く箇所に微細な溝６または凹部９を有する原板４を使用し、その溝６または凹部９にメッキ用下地８を形成した後に、このメッキ用下地８から成長させてリブ３および薄状金属板本体２を電着形成するので、従来のフォトレジストを使用する電鋳法に比べて、寸法精度のきわめて高い精密微細パターンを有する薄状金属板を得ることができる。特に、開口部１の周縁部分については、フォトレジストをパターンニングして電鋳形成するものに比べて、レジストの密着状態や現像性能に影響されることなく、ピットや欠けの無い高精度のパターンを形成することができる。
【００２２】
また、薄状金属板本体２を電鋳後、その片面をエッチング加工などでリブ３を形成することも考えられるが、これでは折角高精度に形成した開口部１の孔壁面がエッチング液で荒らされることになるが、このような問題もなく高精度の薄状金属板を簡単に得ることができる。
しかも、原板４は繰り返し使用できて製造コストを削減できる。同じ原板４を使用することにより、電鋳浴の管理さえ厳密に行えば、常に安定したばらつきの少ない薄状金属板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考例の印刷用メタルマスクの一部を破断して示す斜視図である。
【図２】  参考例の印刷用メタルマスクの製造工程図である。
【図３】  参考例に使用する原板の一部の斜視図である。
【図４】  第１実施例の印刷用メタルマスクの一部を破断して示す斜視図である。
【図５】  第１実施例の印刷用メタルマスクの製造工程図である。
【図６】  第１実施例に使用する原板の一部の斜視図である。
【図７】  第１実施例の印刷用メタルマスクの開口部の他の態様例を、印刷面側から見た一部の拡大平面図である。
【図８】  第２実施例の原板の表面状態を示す一部斜視図である。
【図９】従来例の電鋳製品の製造工程図である。
【符号の説明】
１  開口部
２  薄状金属板本体（例えばマスク基板）
３  リブ
４  原板
６  溝
８  メッキ用下地
９  微小凹部
【図１】
0003939785.tif 000002
【図２】
0003939785.tif 000003
【図３】
0003939785.tif 000004
【図４】
0003939785.tif 000005
【図５】
0003939785.tif 000006
【図６】
0003939785.tif 000007
【図７】
0003939785.tif 000008
【図８】
0003939785.tif 000009
【図９】
0003939785.tif 000010