(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平滑な導体基板上にＵＶリソグラフィー法により六角形状の網目形状からなる第１のレジストパターンを形成することにより、該導体基板表面を六角形状の網目状に露出させて、該露出導体基板表面に電鋳法により六角形状の開口を持った金属網目を２０％以上８０％以下の開口率で形成する工程と、
該金属網目と該レジストパターン上に金属薄膜を形成し、次いで該金属薄膜上にＵＶリソグラフィー法により第２のレジストパターンからなる印刷用パターンを形成したのち、該印刷用パターン上に電鋳法により複合電鋳金属体を形成する工程と、
該複合電鋳金属体と第１及び第２のレジストパターンからなる膜状複合体を該導体基板より剥離したのち、該膜状複合体から第１及び第２のレジストパターンを除去する工程により作成された複合電鋳金属体の金属網目面に、金属蒸着法、無電解めっき法、あるいは電鋳法により金属被覆膜を付加する工程により作成されたことを特徴とする印刷用メタルマスク。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、印刷用メタルマスクに関する。
【０００２】
【従来技術】
メッシュスクリーンと印刷パターン形成金属層とを一体化した印刷用メタルマスクとしては、これまで数多くの提案がなされており、実用化されているものもある。代表的なものとして次の３種の発明がある。
【０００３】
例えば、特公昭４９-１２２８５のように、金属製スクリーンの両表面に金属めっきを施して網目の目潰しを行い、そのめっき層の上表面に感光液を塗布し印刷しようとするポジタイプな焼付けを行い、現像パターニングすることによって画線部分のめっき層を露出させ、さらに腐蝕させることによって画線部分を通インキ性にした印刷用スクリーンの製造方法がある（図４）。
【０００４】
また、特開昭６３-２０３７８７のように、薄い銅支持体の一方の面にレジストを付け、画像を焼付けして像の部分だけレジストが除去されている銅露出面上にニッケルめっきを行って、銅支持層上のニッケルの画線形成層を作成し、必要に応じて枠張りをしたステンレス製の紗又は金属被覆したポリエステル製紗の一方の面と、上記レジストを付けたままの銅支持層上のニッケル画線形成層とを、銅支持層の面がめっきされないようにして、両者をニッケルめっきすることによって張り合わせるとともに、上記紗の裏面全部をニッケル金属で被覆し、銅金属を腐蝕するがニッケルを腐蝕しない腐蝕液で銅支持層を完全に除去し、残査するレジストを除去することによりニッケル画線形成層の画線形成孔を貫通させることからなる印刷用メタルマスク版の製造方法がある。
【０００５】
さらに、特開平８-２２５９８３では、多数の透孔と、各透孔を囲む連続状のリブとを有する精密微細パターンを有し、かつリブの断面が網目状のリブ芯板と、リブ芯板の全ての網目を塞ぐようにその表裏面を覆う皮膜層とからなる形に形成されている、電鋳製品を製造するに際し、絶縁体からなる原板の表面にリブ芯板のパターンに対応する微細な溝を形成する工程と、原板の溝内のみにマトリックス状に導電性のめっき用下地を形成する工程と、原板の溝内のめっき用下地にリブ芯板を電着形成する工程と、原板からリブ芯板を剥離する工程と、リブ芯板の全ての網目を塞ぐようにその表裏面に被膜層を一体に電着形成する工程とからなる精密微細パターンを有する電鋳製品の製造方法がある。
【０００６】
しかしながら上記の第１及び第２の発明は、構成メッシュスクリーンが織り込まれた構造であるために、平面ではなく印刷フレームに所定の張力下で紗張りする際に印刷パターンが変形する。また、これらの印刷用メタルマスクは、エッチング方法により開口パターンを形成するために、開口側面形状がスムーズに形成できず、高粘度の印刷物の印刷版抜け性が悪い。さらに印刷性を向上させるために開口率６０％以上のメッシュスクリーンを使用するとメタルマスクの機械強度が不充分となり、高い位置精度の印刷が得られなくなる。加えて印刷パターンをエッチング方法で形成する場合，印刷パターンの板厚範囲が制限されるので、マスク厚が゛薄いものに限定されるのが一般的である。
【０００７】
さらに、上記の第３の発明は、例えば、マトリックス状に溝を形成した原板表面に導電性のメッキ下地を形成した後、原板表面を機械的にラビングすることで、上記溝のみに選択的に導電性めっき下地を残す等の操作が不可欠である。したがって、特に長尺サイズの印刷版になると製品歩留が極めて低く、コスト高となっている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来技術の上記問題点を解決し、印刷時においても印刷パターンの位置精度が優れ、かつ高開口率で、印刷パターン形状に基づく優れた印刷性をもったメタルマスクを低コストで提供しようとするものである。
【０００９】
【課題を解決する手段】
本発明は、平滑な導体基板上にＵＶリソグラフィー法により所望の網目形状からなる第１のレジストパターンを形成することにより、該導体基板表面を網目状に露出させて、該露出導体基板表面に電鋳法により金属網目を形成する工程と、該金属網目と該レジストパターン上に金属薄膜を形成し、次いで該金属薄膜上にＵＶリソグラフィー法により第２のレジストパターンからなる印刷用パターンを形成したのち、該印刷用パターン上に電鋳法により複合電鋳金属体を形成する工程と、該複合電鋳金属体と第１及び第２のレジストパターンからなる膜状複合体を該導体基板より剥離したのち、該膜状複合体から第１及び第２のレジストパターンを除去して該複合電鋳金属体を製造する工程とからなることを特徴とする印刷用メタルマスクにある。
【００１０】
また本発明は、該膜状体から第１及び第２のレジストパターンを除去して製造した該複合電鋳金属体に、さらに電鋳法により金属被覆膜を付加する工程を追加したことを特徴とするメタルマスクにある。
【００１１】
さらに本発明は、該膜状体から第１及び第２のレジストパターンを除去して製造した該複合電鋳金属体の金属網目面に、さらに金属蒸着法、無電解めっき法、あるいは電鋳法により金属被覆膜を付加する工程を追加したことを特徴とするメタルマスクにある。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１〜３に基づいて説明する。図１は、本発明の正方形からなる電鋳金属網目層５を他の金属薄膜層６を介して接合された複合電鋳金属体２０からなる印刷用メタルマスクの一部を模式的に示したものである。
【００１３】
図１（ａ）は、本発明の複合電鋳金属体２０からなる印刷用メタルマスク３０の印刷面から見た外観模式図であり、図１（ｂ）は、複合電鋳金属体２０のスキージ面からの外観模式図である。
【００１４】
電鋳金属網目層５の所望の形状としては，菱形や正方形を含む長方形でもよいが、高開口率向けには六角形状がさらに好ましい。その開口率は、特に制限は無いが、２０〜８０％の範囲である。開口率が２０％以下では、高粘度の印刷物、例えばクリームはんだや高粘度の樹脂状物の印刷抜け性が悪くなる。また、開口率が８０％以上では、電鋳金属網目層５の機械的性質が低下するので好ましくない。該電鋳金属網目層５の板厚は、１０μｍ以上が好ましい。１０μｍ以下では、機械的性質が低下するので好ましくない。
【００１５】
複合電鋳金属体２０の中間層となる金属薄膜層６は、電鋳金属網目層５と印刷パターン電鋳金属層１０を接合している層である。板厚は１〜５μｍであり、熱膨張係数は、電鋳金属網目層５と印刷パターン電鋳金属層１０に近いものが好ましい。
【００１６】
印刷パターンとなる電鋳金属層１０の板厚は、１５〜１５０μｍが好ましい。また、電鋳金属網目層５に対する密着性は、接触面積に比例して高くなる。
【００１７】
本発明の製造方法を図３に沿って説明する。図３（ａ）は、整面して平滑にした導体基板１であり、材質はＳＵＳ３０４を使用しているが、他のステンレス，銅，ニッケル等の金属でもよい。板厚は取り扱いの都合上０.２ｍｍ以上が好ましい。また、導体基板１より複合電鋳金属体２０を剥がす為、表面粗さは平均粗さ１.０μｍ以下の平滑な面とすることが好ましい。
【００１８】
図３（ｂ）は、フォトレジストの密着性を上げるため、整面，前処理を施した導体基板１に第１フォトレジスト２をラミネートした状態を示す。フォトレジストとしてＤＦＲを使用しているが、東京応化工業（株）製ＰＭＥＲ・Ｎ−Ｄ４０Ｐの様な液状レジストを用いてもよい。
【００１９】
図３（ｃ）は、所望の金属網目ネガパターンを有するガラスマスクからなる第１フォトマスク３を使用してＵＶ露光している状態を示すものである。第１フォトマスク３には、上記ネガパターンを有するＰＥＴフィルムを使用してもよい。また、露光機は平行光でも拡散光でもよい。
【００２０】
図３（ｄ）は、ＵＶ露光後、アルカリ現像して形成した第１レジストパターン４を示す。  図３（ｅ）は、露出した導体基板１上に板厚２０〜４０μｍの電解ニッケルめっきを施し、電鋳金属網目層５を形成したものである。めっき材は銅，合金，鉄等の金属でもよい。
【００２１】
図３（ｆ）は、電鋳金属網目層５と第１レジストパターン４上に、電極膜となる板厚１〜５μｍの無電解ニッケルめっきを施し、金属薄膜層６を形成したものである。該金属薄膜層６は無電解めっき，蒸着法等で形成してもよい。また、金属薄膜材は銅，鉄，クロム等の金属でもよい。
【００２２】
図３（ｇ）は、前処理を施した金属薄膜層６上に第２フォトレジスト７をラミネートしたものである。フォトレジストにはＤＦＲを使用しているが、前記の様な液状レジストでもよい。
【００２３】
図３（ｈ）は、ガラスマスクからなる第２フォトマスク８を使用してＵＶ露光している状態を示すものである。第２フォトマスク８には、ＰＥＴフィルムを使用してもよい。また、露光機は平行光でも拡散光でもよい。
【００２４】
図３（ｉ）は、ＵＶ露光後、アルカリ現像して形成した第２レジストパターン９を示す。  図３（ｊ）は、露出した金属薄膜層６上に板厚１５〜１００μｍの電解ニッケルめっきを施し、印刷パターン電鋳金属層１０を形成したものである。めっき材は銅，合金，鉄等の金属でもよい。
【００２５】
図３（ｋ）は、図３（ａ）から図３（ｊ）までの工程にて作製した第１レジストパターン４、第２レジストパターン９、さらに複合電鋳金属体２０が一体となった膜状複合体を導体基板１から剥離したものである。
【００２６】
図３（ｌ）は、導体基板１から剥離した膜状複合体を、アルカリ性剥離液に浸漬して第１，第２のレジストパターンを除去し、電鋳金属網目層５、金属薄膜層６さらに印刷パターン電鋳金属層１０からなる複合電鋳金属体２０を形成したものである。
【００２７】
図２は、金属被覆膜１１を施した複合電鋳金属体２１の模式図である。複合電鋳金属体２０のうち、開口率４０％以上の該金属体２０の電鋳金属網目層５と印刷パターン電鋳金属層１０間の剥離を予防するために以下のような手法をとる方が好ましい。膜厚１〜１０μの金属被覆膜１１を蒸着法、無電解めっき法、あるいは電鋳法などで印刷面とスキージ面両方から形成して他の複合電鋳金属体２１からなるメタルマスク３０を作成する。この金属被覆膜１１はニッケル、銅、クロム等の金属でもよい。金属被覆膜１１が膜厚１μm以下では印刷パターン電鋳金属層１０が電鋳金属網目層５から剥離する恐れがある。また１０μｍ以上になると印刷パターン電鋳金属層１０や電鋳金属網目層５の寸法が大きく変化し、電鋳金属網目層５の開口率が低下し、印刷に支障をきたす。
【００２８】
本金属被覆膜１１形成により作成したメタルマスク３０は実施例２に示すように印刷時においても印刷パターン電鋳金属層１０と電鋳金属網目層５の剥離は全く認められなかった。また、テープテストにおいてもまったく剥離は確認できなかった。
【００２９】
複合電鋳金属体２０の内、開口率４０％以上の該金属体２０の電鋳金属網目層５と印刷パターン電鋳金属層１０の剥離を予防するために以下のような手法をとるのが好ましい。スキージ面からのみに金属被覆膜１１を形成させる為に複合電鋳金属体２０の印刷面からのみ膜厚１０〜５０μｍの不導体膜を形成する。この不導体膜は、フォトレジスト（ＤＦＲ又は液状レジスト）でもよいし、マスキングテープでもよい。この際、複合電鋳金属体２０の導電部を確保する。不導体膜にフォトレジストを用いた場合、露光機（平行光でもよいし拡散光でもよい）でフォトレジストを硬化させ、不導体膜とする。不導体膜を形成した複合電鋳金属体２０にスキージ面からのみ蒸着法や無電解めっき法、電鋳法などで膜厚１〜１０μｍの金属被覆膜１１を形成する。この金属被覆膜１１は、ニッケル、銅、クロム等でもよい。その後、不導体膜を除去して複合電鋳金属体２１からなるメタルマスク３０を作成する。金属被覆膜１１の膜厚は、１μｍ以下では印刷パターン電鋳金属層１０と電鋳金属網目層５の剥離予防効果が不充分となる恐れがある。１０μｍ以上になると印刷パターン電鋳金属層１０の寸法が変化してしまい、また電鋳金属網目層５の開口率か低下し印刷に支障をきたす。
【００３０】
本金属被覆膜１１形成により作成したメタルマスク３０は実施例２に示すように印刷パターン電鋳金属層１０と電鋳金属網目層５の剥離はまったく認められなかった。さらに、テープテストを行ってもまったく剥離は確認できなかった。また片面からの加工になるため印刷パターン電鋳金属層１０と電鋳金属網目層５の寸法精度が極めて優れている。
【００３１】
【実施例】
［実施例１］導体基板１は、板厚０．２ｍｍのＳＵＳ３０４材を寸法１６０×１６０ｍｍ２に切り、その片表面を整面した。その表面を小坂研究所製の表面粗さ計、サーフコーダＳＥ―４０Ｃで測定したところ、平均粗さは０．３μｍであった。続いて、脱脂，希酸洗，水洗等の前処理を施した。図２（ｂ）及び（ｃ）に示すように、第１フォトレジスト膜２は、導体基板１を６０℃に加熱した後、東京応化工業株式会社製ＦＰ２４０のＤＦＲをラミネートすることで形成し、網目幅０．０３ｍｍの正方形網目パターンを有するガラスマスクを使用して、直径０．５ｍｍ、穴数４７００の印刷パターン形成用のガラスマスクを使用してＯＲＣ製ＥＸＭ−１２０１Ａ−０１でＵＶ露光した。１５分エージングした後、縦型現像機でアルカリ現像，水洗して第1レジストパターン４を形成し、網目状に導体基板１を露出させた（図２ｄ）。次に高硬度スルファミン酸ニッケルめっき浴にて０．３Ａ／ｄｍ２で前記露出基板上に厚さ３０μｍの電鋳金属網目層５を形成した（図２ｅ）。この様に形成した電鋳金属網目層５と第1レジストパターン４上に１０％硫酸により酸賦活を行い、株式会社メルテックス製エンプレートアクチベーター４４４で触媒付与、続いて同社のメルプレートＰＡ３６０で密着増強の前処理をした後、２μｍ厚の無電解ニッケルめっき薄膜６を形成した（図２ｆ）。次に無電解ニッケルめっき薄膜６上に脱脂、希酸洗、水洗等の前処理を行った。第２フォトレジスト膜７は、電鋳金属網目層５，無電解ニッケル薄膜６を形成した導体基板１を、６０℃に加熱した後、前記ＤＦＲをラミネートすることで形成し、前記露光機でＵＶ露光し、１５分エージングした後、縦型現像機でアルカリ現像，水洗して第２レジストパターン９を形成し、無電解ニッケルめっき薄膜６を露出させた（図２ｇ〜ｉ）。高硬度スルファミン酸ニッケルめっき浴にて０．５Ａ／ｄｍ２で厚さ２０μｍの印刷ネガパターン電鋳金属層１０を形成し、複合電鋳金属体２０を形成した（図２ｊ）。膜状複合体を導体基板１から剥離し（図２ｋ）、市販のアルカリ性剥離液に浸けてレジストパターン４，９を除去し、複合電鋳金属体２０からなるメタルマスク３０を作製した（図２ｌ）。
【００３２】
メタルマスク３０は、αメッシュ等の織り込みメッシュとは違い、紗張り張力による網目間の位置ずれが生じない。したがって、印刷パターン電鋳金属体１０が高い位置精度で得られる。また、破断強度においても２倍の強度が得られるので、開口率を２倍にすることができる。さらに、電鋳法により印刷パターンを形成する為、側面形状，寸法精度が優れている。
【００３３】
［実施例２］実施例１で作成した複合電鋳金属体２０のうち、特に開口率４０％以上の該金属体２０において線幅３０μｍの電鋳金属網目層５と印刷パターン電鋳金属層１０間の剥離を予防する為に、金属被覆膜１１を作成した。電鋳金属網目層５上に印刷パターン電鋳金属層１０のある複合電鋳金属体２０に、高硬度スルファミン酸ニッケル浴において、１Ａ／ｄｍ２で膜厚２μmのめっきをして、複合電鋳金属体からなるメタルマスク３０を作成した。
【００３４】
本実施例により作成した直径０．５ｍｍ、穴数４７００からなる印刷パターン形成用のメタルマスク３０において、印刷物に太陽インキ製造（株）ソルダーレジストインキＴＦ−２００を用いて印刷テストを実施したところ、金属被覆膜１１により電鋳金属網目層５と印刷パターン電鋳金属層１０の密着が向上し、印刷時においても電鋳金属網目層５と印刷パターン電鋳金属層１０の剥離は全く認められなかった。また、テープテストにおいても全く剥離は確認されなかった。
【００３５】
［実施例３］実施例１で作成した複合電鋳金属体２０のうち、特に開口率４０％以上の該金属体２０において線幅３０μｍの電鋳金属網目層５と印刷パターン電鋳金属層１０との剥離を予防する為に、金属被覆膜１１を作成した。電鋳金属網目層５上に印刷パターン電鋳金属層１０のある複合電鋳金属体２０に、印刷面のめっき液との接触を防ぐ為、前記ＤＦＲを印刷面からのみ貼り付け、前記ＵＶ露光機で硬化させて不導体膜を形成した。このとき、導電部を確保するために、複合電導金属体２０の四隅に１つあたり面積１平方センチメートルにはＤＦＲを貼らないようにした。不導体膜を施した複合電鋳金属体２０に高硬度スルファミン酸ニッケル浴においてスキージ面からのみ、１Ａ／ｄｍ２で膜厚５μmのめっき１１を施して、前記市販のアルカリ性剥離液に浸してＤＦＲを剥離し、複合電鋳金属体２１からなるメタルマスク３０を作成した。
【００３６】
本実施例により作成したメタルマスク３０により、電鋳金属網目層５と印刷パターン電鋳金属層１０の密着が向上し、印刷時においても印刷パターン電鋳金属層１０と電鋳金属網目層５の剥離は全く認められなかった。さらに、テープテストを行っても剥離は全く認められなかった。また、印刷パターン電鋳金属層１０の形状維持が優れ、より微細なパターンにおいても活用できるようになった。
【００３７】
［発明の効果］本発明によれば、複合電鋳金属体２０の電鋳金属網目層５が単一層で形成されるために、メタルマスクの機械強度が高く，また織り込みメッシュの様な紗張り張力による網目間の位置ずれが生じない。したがって、印刷パターン電鋳金属体１０が高い位置精度で得られる。また、同一の開口率を有する印刷用メタルマスクで比較した場合に、本発明の複合電鋳金属体２０あるいは２１からなるメタルマスク３０の破断強度は、メッシュスクリーンから製造されたものに対して２倍の強度を有する。さらに、上記破断強度を同一にした場合に、本発明の複合電鋳金属体２０あるいは２１からなるメタルマスク３０の電鋳金属網目層５の開口率を２倍にすることが可能となり、印刷パターンの形状が平滑である効果と相まって、優れた印刷性を与える。
【００３８】
上記効果に加えて、印刷パターンを電鋳法により形成することで、開口側面形状，寸法精度が優れ、板厚の制限が無く形成することができる。また、メタルマスク全体に金属被覆膜１１を形成することにより、テープテストや印刷時の印刷パターン電鋳金属層１０の電鋳金属網目層５からの剥がれは全く確認できなかった。電鋳金属網目層５の開口率が増加してもこの効果は得られた。
【００３９】
また、電鋳金属網目層５上にのみ金属被覆膜１１を形成することにより、印刷パターン電鋳金属層１０の寸法，形状をほとんど変化させることなく、精度の高いメタルマスクを得ることができた。さらに、本発明は製造工程が簡便である為に、低コストで歩留まりがよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】(a)(b)本発明の印刷用メタルマスクの外観模式図（一部）である。
【図２】本発明の印刷用メタルマスクの他の外観模式図（一部）である。
【図３】  (a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)(j)(k)(l)(m)本発明の印刷用メタルマスクの製造プロセスを示す断面模式図である。
【図４】従来の印刷用メタルマスクの外観模式図である。
【符号の説明】
１    導体基板
２    第１フォトレジスト層
３    第１フォトマスク
４    第１レジストパターン
５    電鋳金属網目層
６    無電解ニッケル層
７    第２フォトレジスト層
８    第２フォトマスク
９    第２レジストパターン
１０  印刷パターン電鋳金属層
１１  金属被覆膜
２０  複合電鋳金属体
２１  複合電鋳金属体（金属被覆膜有り）
３０  メタルマスク
４０  メッシュスクリーン
【図１（ａ）】
0004863244.tif 000002
【図１（ｂ）】
0004863244.tif 000003
【図２】
0004863244.tif 000004
【図３（ａ）】
0004863244.tif 000005
【図３（ｂ）】
0004863244.tif 000006
【図３（ｃ）】
0004863244.tif 000007
【図３（ｄ）】
0004863244.tif 000008
【図３（ｅ）】
0004863244.tif 000009
【図３（ｆ）】
0004863244.tif 000010
【図３（ｇ）】
0004863244.tif 000011
【図３（ｈ）】
0004863244.tif 000012
【図３（ｉ）】
0004863244.tif 000013
【図３（ｊ）】
0004863244.tif 000014
【図３（ｋ）】
0004863244.tif 000015
【図３（ｌ）（ｍ）】
0004863244.tif 000016
【図４】
0004863244.tif 000017