(57)【要約】【課題】薄い板厚でも伸びが少なく均一性の良い板厚が得られ且つ皮膜硬度のアップと耐久性のアップを期待することができるクリームはんだ印刷用メタルマスクを得る。【解決手段】スクリーン印刷をする際に用いられるメタルマスクで、且つ板厚が５〜８０μｍの範囲であるスクリーン印刷用メタルマスクにおいて、ニッケルめっき浴にモリブデン（Ｍｏ）を添加することにより、皮膜伸び量（皮膜運動量）を減少させる。また、ニッケルめっき浴にモリブデン（Ｍｏ）及びアンモニヤを添加することにより、皮膜伸び量（皮膜運動量）を減少させるとともに、板厚が均一でかつ安定した電析を可能にする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン印刷をする際に用いられるスクリーン印刷用メタルマスクにおいて、
ニッケルめっき浴にモリブデン（Ｍｏ）を添加することにより、皮膜伸び量（皮膜運動量）を減少させたことを特徴とするスクリーン印刷用メタルマスク。
【請求項２】
スクリーン印刷をする際に用いられるメタルマスクで、且つ板厚が５〜８０μｍの範囲であるスクリーン用メタルマスクにおいて、
ニッケルめっき浴にモリブデン（Ｍｏ）及びアンモニヤを添加することにより、皮膜伸び量（皮膜運動量）を減少させるとともに、板厚が均一でかつ安定した電析を可能にしたことを特徴とするスクリーン印刷用メタルマスク。
【請求項３】
荷重１１０Ｎ掛けた時の皮膜伸び量（皮膜運動量）が０．００１〜０．０５ｍｍ３の範囲であることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のスクリーン印刷用メタルマスク。
【請求項４】
皮膜硬度（Ｈｖ）が５５０〜７５０の範囲であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載のスクリーン印刷用メタルマスク。
【請求項５】
耐荷重量変化が１２００〜１８００Ｎ／ｍｍ３の範囲であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のスクリーン印刷用メタルマスク。
【請求項６】
スクリーン印刷をする際に用いられるスクリーン印刷用メタルマスクの製造方法において、
ニッケルめっき浴にモリブデン（Ｍｏ）を添加し、皮膜伸び量（皮膜運動量）を減少させたメタルマスクを製造することを特徴とするスクリーン印刷用メタルマスクの製造方法。
【請求項７】
スクリーン印刷をする際に用いられるメタルマスクで、且つ板厚が５〜８０μｍの範囲であるスクリーン印刷用メタルマスクの製造方法において、
ニッケルめっき浴にモリブデン（Ｍｏ）及びアンモニヤを添加し、皮膜伸び量（皮膜運動量）を減少させるとともに、板厚が均一でかつ安定した電析を可能にしたメタルマスクを製造することを特徴とするスクリーン印刷用メタルマスクの製造方法。
【請求項８】
電流密度を０．０５〜２．０Ａ／ｄｍ２の範囲にしたことを特徴とする請求項６又は請求項７記載のスクリーン印刷用メタルマスクの製造方法。
【請求項９】
荷重１１０Ｎ掛けた時の皮膜伸び量（皮膜運動量）が０．００１〜０．０５ｍｍ３の範囲になるように製造することを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれかに記載のスクリーン印刷用メタルマスクの製造方法。
【請求項１０】
皮膜硬度（Ｈｖ）が５５０〜７５０の範囲になるように製造することを特徴とする請求項６〜請求項９のいずれかに記載のスクリーン印刷用メタルマスクの製造方法。
【請求項１１】
耐荷重量変化が１２００〜１８００Ｎ／ｍｍ３の範囲になるように製造することを特徴とする請求項６〜請求項１０のいずれかに記載のクリームはんだ印刷用メタルマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、薄い板厚でも伸びが少なく均一性の良い板厚が得られ且つ皮膜硬度のアップと耐久性のアップが期待できるスクリーン印刷用メタルマスク及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、はんだ印刷マスク・サブスレートマスク、ボール搭載マスク、ウエハバンプ印刷マスク、ＥＬ＆シャドウマスクに代表される蒸着マスク、はんだボールの篩（シーブ）マスク、導電性ペースト印刷マスク、開口部にメッシュ構造を持つ多層マスク、金属紗、フィルター等をスクリーン印刷する際に、パターンが高精細になればなる程、メタルマスクの板厚は薄くなる傾向にある。従来のように、メタルマスクの板厚が１５０μｍ以上の厚い場合は問題がないが、板厚が５〜８０μｍの範囲になると、板厚が薄くなるため、印刷中に版が延伸して画像の転写位置の精度が低下する。その結果、転写されたクリームはんだ等が滲んだり、印刷画像に欠け、割れ、抜け等の欠陥が発生する。また、薄い板厚では現状の皮膜硬度であると耐久性も低下する。
【０００３】
また、従来技術として、クリームはんだ印刷用の開口部の大きさが５０〜１５０μｍ、該開口部の繰返しピッチが１００〜２５０μｍ、且つメタルの板厚が２０〜５５μｍのクリームはんだ印刷用のメタルマスクであって、該メタルマスクのスキージー面側の硬度が、ビッカース硬度で２００〜３５０ＨＶ、及び／又は該メタルマスクの被印刷面側の表面粗さＲｚが１〜８μｍである印刷用が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１６７７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
はんだ印刷マスク・サブスレートマスク、ボール搭載マスク、ウエハバンプ印刷マスク、ＥＬ＆シャドウマスクに代表される蒸着マスク、はんだボールの篩（シーブ）マスク、導電性ペースト印刷マスク、開口部にメッシュ構造を持つ多層マスク、金属紗、フィルター等をスクリーン印刷する際に用いられるスクリーン印刷用メタルマスクにおいては、パターンが高精細になればなる程、マスクの板厚は薄くなる傾向にあり、例えば板厚が５〜８０μｍの範囲になると、板厚が薄くなるため、印刷中に版が延伸して画像の転写位置の精度が低下し、その結果、転写されたクリームはんだ等が滲んだり、印刷画像に欠け、割れ、抜け等の欠陥が発生する。また、薄い板厚では現状の皮膜硬度であると耐久性も低下するという問題があった。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ニッケルめっき浴にモリブデン（Ｍｏ）を添加することにより、薄い板厚でも伸びが少なく均一性の良い板厚が得られ且つ皮膜硬度のアップと耐久性のアップを期待することができるスクリーン印刷用メタルマスク及びその製造方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るスクリーン印刷用メタルマスクにおいては、スクリーン印刷をする際に用いられるスクリーン印刷用メタルマスクにおいて、ニッケルめっき浴にモリブデン（Ｍｏ）を添加することにより、皮膜伸び量（皮膜運動量）を減少させたものである。
【０００８】
また、スクリーン印刷をする際に用いられるメタルマスクで、且つ板厚が５〜８０μｍの範囲であるスクリーン用メタルマスクにおいて、ニッケルめっき浴にモリブデン（Ｍｏ）及びアンモニヤを添加することにより、皮膜伸び量（皮膜運動量）を減少させるとともに、板厚が均一でかつ安定した電析を可能にしたものである。
【０００９】
また、この発明に係るスクリーン印刷用メタルマスクの製造方法においては、スクリーン印刷をする際に用いられるスクリーン印刷用メタルマスクの製造方法において、ニッケルめっき浴にモリブデン（Ｍｏ）を添加し、皮膜伸び量（皮膜運動量）を減少させたメタルマスクを製造するものである。
【００１０】
また、スクリーン印刷をする際に用いられるメタルマスクで、且つ板厚が５〜８０μｍの範囲であるスクリーン印刷用メタルマスクの製造方法において、ニッケルめっき浴にモリブデン（Ｍｏ）及びアンモニヤを添加し、皮膜伸び量（皮膜運動量）を減少させるとともに、板厚が均一でかつ安定した電析を可能にしたメタルマスクを製造するものである。
【００１１】
また、電流密度を０．０５〜２．０Ａ／ｄｍ２の範囲にしたものである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、ニッケルめっき浴にモリブデン（Ｍｏ）を添加することにより、薄い板厚でも伸びが少なく均一性の良い板厚が得られ且つ皮膜硬度のアップと耐久性のアップが期待できるスクリーン印刷用メタルマスクを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
実施の形態１．
プリント配線基板等にクリームはんだを印刷する際に用いられるクリームはんだ印刷用メタルマスクにおいては、パターンが高精細になればなる程、メタルマスクの板厚は薄くなる傾向にあり、例えば板厚が５〜８０μｍの範囲になると、板厚が薄くなるため、印刷中に版が延伸して画像の転写位置の精度が低下し、その結果、転写されたクリームはんだが滲んだり、印刷画像に欠け、割れ、抜け等の欠陥が発生する。また、薄い板厚では現状の皮膜硬度であると耐久性も低下する。この発明においては、かかる問題を解決するために、例えば板厚が５〜８０μｍのクリームはんだ印刷用メタルマスクを製造するに当って、特に、ニッケルめっき浴にモリブデン（Ｍｏ）を添加することにより、薄い板厚でも伸びが少なく均一性の良い板厚が得られ且つ皮膜硬度のアップと耐久性をアップさせることができるメタルマスクを得ることができた。この際、モリブデン（Ｍｏ）のヤング率に注目して添加量を検討することとした。また、モリブデン（Ｍｏ）の電析が困難であったが、アンモニヤを添加することにより、安定して電析ができることを確認した。
【００１４】
図１はクリームはんだ印刷用メタルマスクの皮膜伸び量の比較表、図２はクリームはんだ印刷用メタルマスクの皮膜運動量ｍｍ３（伸び量×断面積）を１１０Ｎ荷重の時で示した特性図である。図１の欄Ａ（図２の棒グラフＡ）はスルファミン酸Ｎｉに添加剤Ａとして一次光沢剤とホウ酸を添加した例で、その皮膜伸び量（皮膜運動量）は０．０９７ｍｍ３であり、皮膜は光沢皮膜である。また、図１の欄Ｂ（図２の棒グラフＢ）はスルファミン酸Ｎｉに添加剤Ｂとして一次光沢剤とクエン酸塩を添加した例で、その皮膜伸び量（皮膜運動量）は０．０８６ｍｍ３であり、皮膜は無光沢皮膜である。図１の欄Ｃ（図２の棒グラフＣ）はスルファミン酸Ｎｉに添加剤Ｃとして一次光沢剤とリン（Ｐ）を添加した比較例で、その皮膜伸び量（皮膜運動量）は０．０６７ｍｍ３であり、皮膜はＮｉ−Ｐ皮膜である。図１の欄Ｄ（図２の棒グラフＤ）はスルファミン酸Ｎｉに添加剤Ｄとして一次光沢剤とモリブデン（Ｍｏ）を添加したこの発明の実施例で、その皮膜伸び量（皮膜運動量）は０．０４４ｍｍ３であり、皮膜はＮｉ−Ｍｏ皮膜である。図１の欄Ｅ（図２の棒グラフＥ）はスルファミン酸Ｎｉに一次光沢剤と無電解Ｎｉを加えた例で、その皮膜伸び量（皮膜運動量）は０．０７２ｍｍ３であり、皮膜は多層皮膜である。この図１に示す比較表及び図２に示す特性図から明らかなように、上記５種類の皮膜の中で一番伸び性の少ない皮膜はこの発明の実施例であるＮｉ−Ｍｏ皮膜である。すなわち、通常の皮膜伸び量（皮膜運動量）が０．０９７であったのが、ニッケルめっき浴にモリブデン（Ｍｏ）を添加することにより、皮膜伸び量（皮膜運動量）が０．０４４に減少することが確認できた。また、その次には、ニッケルめっき浴にリン（Ｐ）を添加した比較例で、皮膜伸び量（皮膜運動量）が０．０６７に減少するが、アモルファスであることから、欠け易いという問題があり、実用には適さないものである。なお、ニッケルめっき浴にモリブデン（Ｍｏ）を添加した時の１１０Ｎ荷重の時の皮膜伸び量（皮膜運動量）は、０．００１〜０．０５ｍｍ３の範囲が有効である。
【００１５】
図３はクリームはんだ印刷用メタルマスクの皮膜硬度（Ｈｖ）の比較表、図４はクリームはんだ印刷用メタルマスクの皮膜硬度を比較した特性図である。図３の欄Ａ（図４の棒グラフＡ）はスルファミン酸Ｎｉに添加剤Ａとして一次光沢剤とホウ酸を添加した例で、その皮膜硬度（Ｈｖ）は５５０であり、皮膜は光沢皮膜である。また、図３の欄Ｂ（図４の棒グラフＢ）はスルファミン酸Ｎｉに添加剤Ｂとして一次光沢剤とクエン酸塩を添加した例で、その皮膜硬度（Ｈｖ）は５３０であり、皮膜は無光沢皮膜である。図３の欄Ｃ（図４の棒グラフＣ）はスルファミン酸Ｎｉに添加剤Ｃとして一次光沢剤とリン（Ｐ）を添加した比較例で、その皮膜硬度（Ｈｖ）は６３０であり、皮膜はＮｉ−Ｐ皮膜である。図３の欄Ｄ（図４の棒グラフＤ）はスルファミン酸Ｎｉに添加剤Ｄとして一次光沢剤とモリブデン（Ｍｏ）を添加したこの発明の実施例で、その皮膜硬度（Ｈｖ）は６６０であり、皮膜はＮｉ−Ｍｏ皮膜である。図３の欄Ｅ（図４の棒グラフＥ）はスルファミン酸Ｎｉに一次光沢剤と無電解ニッケルを加えた例で、その皮膜硬度（Ｈｖ）は６００であり、皮膜は多層皮膜である。この図３に示す比較表及び図４に示す特性図から明らかなように、上記５種類の皮膜の中で一番伸び性の少ない皮膜はこの発明の実施例であるＮｉ−Ｍｏ皮膜である。すなわち、通常の皮膜硬度（Ｈｖ）が５００〜５５０であったのが、ニッケルめっき浴にモリブデン（Ｍｏ）を添加することにより、皮膜硬度（Ｈｖ）が６６０にアップすることが判った。また、ニッケルめっき浴にリン（Ｐ）を添加した比較例は、皮膜硬度（Ｈｖ）が６３０にアップするが、アモルファスであることから、欠け易いという問題があり、実用には適さないものである。なお、ニッケルめっき浴にモリブデン（Ｍｏ）を添加した時の皮膜硬度（Ｈｖ）は、５５０〜７５０の範囲が有効である。
【００１６】
今回の試験で最良のめっき浴組成とめっき条件は、次のとおりである。
めっき浴組成は、スルファミン酸Ｎｉ（６５％溶液）１５０〜６５０ｃｃ／l、塩化Ｎｉ５〜１００ｇ／l、クエン酸塩５〜１００ｇ／lである。また、ＮＴＳ（ナフタリン  １、３、６  トリスルホン酸３Ｎａ）は０．５〜１５ｇ／lである。また、モリブデン酸２Ｎａ２水和物は１〜４ｇ／ｌである。また、アンモニヤ水は８〜１６ｃｃ／lである。また、ＬＳＳ（ｎ−ドデシル硫酸Ｎａ）は０．０２〜０．５ｇ／ｌである。ここで、アンモニヤ水を添加することにより、電析が困難であったモリブデンの電析が安定してできるようになった。また、めっき条件は、液温度３０〜５０℃±２℃、電流密度０．５〜２．０Ａ／ｄｍ２、液攪拌有りである。
【００１７】
図５は、光沢皮膜、無光沢皮膜、比較例であるＮｉ−Ｐ皮膜、この発明の実施例であるＮｉ−Ｍｏ皮膜、多層皮膜の１１０Ｎ掛けた時の皮膜の伸び量について検討した比較表である。皮膜の伸び性比較方法として、皮膜に荷重を掛けた時、皮膜の運動量（断面積×伸び量）で評価した。図５の比較表によれば、Ａの光沢皮膜は、荷重１１０Ｎ掛けた時の運動量が０．０９７８５ｍｍ３＝（０．１４５ｍｍ２×０．６６７９ｍｍ）であり、Ｂの無光沢皮膜は、荷重１１０Ｎ掛けた時の運動量が０．０８６５４ｍｍ３＝（０．１ｍｍ２×０．８６５４ｍｍ）であり、Ｃの比較例であるＮｉ−Ｐ皮膜の内のＰ２８は、荷重１１０Ｎ掛けた時の運動量が０．０６７８６ｍｍ３＝（０．１９５ｍｍ２×０．３４６ｍｍ）であり、Ｄのこの発明の実施例であるＮｉ−Ｍｏ皮膜の内のＭｏ３Ａ０．５は、荷重１１０Ｎ掛けた時の運動量が０．０４４２５ｍｍ３＝（０．１５ｍｍ２×０．２９５ｍｍ）、Ｍｏ４Ａ０．５は、荷重１１０Ｎ掛けた時の運動量が０．０４４１５ｍｍ３＝（０．１３５ｍｍ２×０．３２７ｍｍ）であり、Ｅの多層皮膜は、荷重１１０Ｎ掛けた時の運動量が０．０７１９８ｍｍ３＝（０．２ｍｍ２×０．３５９９ｍｍ）である。
なお、表中のＰ２８は、添加剤としてリン（Ｐ）を２８ｇ／ｌ添加したものであり（以下同じ）、Ｍｏ１Ａ０．５は、添加剤としてモリブデン（Ｍｏ）を１ｇ／ｌ添加、電流密度０．５Ａ／ｄｍ２を示す。なお、ニッケルめっき浴にモリブデン（Ｍｏ）を添加した時の電流密度は、０．５〜２．０Ａ／ｄｍ２の範囲が有効である。
【００１８】
図６は、この発明の実施例であるＮｉ−Ｍｏ皮膜のメタルマスクのＭｏ添加量に対する皮膜伸び運動量を示す特性図である。図５の比較表及び図６の特性図によれば、電流密度が１Ａ／ｄｍ２の方が幾分０．５Ａ／ｄｍ２より伸び性が少なかったことが判る。
【００１９】
図７は、この発明の実施例であるＮｉ−Ｍｏ皮膜のメタルマスクのＭｏ添加量に対する耐荷重量変化を示す比較表、図８はこの発明の実施例であるＮｉ−Ｍｏ皮膜のメタルマスクのＭｏ添加量に対する耐荷重量変化を示す特性図であり、横軸に資料ＮＯを示している。図７の比較表において、伸び率（％）＝最大点伸び（ｍｍ）÷５０（ｍｍ）×１００、最大Ｎ／伸び量＝最大降伏点Ｎ÷最大伸び量（ｍｍ）である。図７の比較表によれば、Ａの光沢皮膜は、荷重１１０Ｎ掛けた時の運動量が０．０９７８５ｍｍ３＝（０．１４５ｍｍ２×０．６６７９ｍｍ）であり、Ｂの無光沢皮膜は、荷重１１０Ｎ掛けた時の運動量が０．０８６５４ｍｍ３＝（０．１ｍｍ２×０．８６５４ｍｍ）であり、Ｃの比較例であるＮｉ−Ｐ皮膜の内のＰ２８は、荷重１１０Ｎ掛けた時の運動量が０．０６７８６ｍｍ３＝（０．１９５ｍｍ２×０．３４６ｍｍ）であり、Ｄのこの発明の実施例であるＮｉ−Ｍｏ皮膜の内のＭｏ３Ａ０．５は、荷重１１０Ｎ掛けた時の運動量が０．０４４２５ｍｍ３＝（０．１５ｍｍ２×０．２９５ｍｍ）、Ｍｏ４Ａ０．５は、荷重１１０Ｎ掛けた時の運動量が０．０４４１５ｍｍ３＝（０．１３５ｍｍ２×０．３２７ｍｍ）であり、Ｅの多層皮膜は、荷重１１０Ｎ掛けた時の運動量が０．０７１９８ｍｍ３＝（０．２ｍｍ２×０．３５９９ｍｍ）である。なお、ニッケルめっき浴にモリブデン（Ｍｏ）を添加した時の耐荷重量変化は、１２００〜１８００Ｎ／ｍｍ３の範囲が有効となる。
なお、表中のＰ２８は、添加剤としてリン（Ｐ）を２８ｇ／ｌ添加したものであり（以下同じ）、Ｍｏ１Ａ０．５は、添加剤としてモリブデン（Ｍｏ）を１ｇ／ｌ添加、電流密度０．５Ａ／ｄｍ２を示す。
【００２０】
なお、以上の説明では、プリント配線基板等にクリームはんだを印刷する際に用いられるクリームはんだ印刷用メタルマスクに適用した場合の実施例ついて説明したが、それに限らず、はんだ印刷マスク・サブスレートマスク、ボール搭載マスク、ウエハバンプ印刷マスク、ＥＬ＆シャドウマスクに代表される蒸着マスク、はんだボールの篩（シーブ）マスク、導電性ペースト印刷マスク、開口部にメッシュ構造を持つ多層マスク、サスペンドマスク、金属紗、フィルター等の他のスクリーン印刷用メタルマスクに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】クリームはんだ印刷用メタルマスクの皮膜伸び量を示す比較表である。
【図２】クリームはんだ印刷用メタルマスクの皮膜運動量ｍｍ３（伸び量×断面積）を１１０Ｎ荷重の時で示した特性図である。
【図３】クリームはんだ印刷用メタルマスクの皮膜硬度（Ｈｖ）を示す比較表である。
【図４】クリームはんだ印刷用メタルマスクの皮膜硬度を比較した特性図である。
【図５】光沢皮膜、無光沢皮膜、比較例であるＮｉ−Ｐ皮膜、この発明の実施例であるＮｉ−Ｍｏ皮膜、多層皮膜の１１０Ｎ掛けた時の皮膜の伸び量について検討した比較表である。
【図６】この発明の実施例であるＮｉ−Ｍｏ皮膜のメタルマスクのＭｏ添加量に対する皮膜伸び運動量を示す特性図である。
【図７】この発明の実施例であるＮｉ−Ｍｏ皮膜のメタルマスクのＭｏ添加量に対する耐荷重量変化を示す比較表である。
【図８】この発明の実施例であるＮｉ−Ｍｏ皮膜のメタルマスクのＭｏ添加量に対する耐荷重量変化を示す特性図である。
【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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【図７】
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【図８】
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