(57)【要約】【課題】印刷直後の状態でも断線させること無く微細配線を形成できる印刷用マスクを提供する。【解決手段】板状部材からなる印刷用マスクであって、境界部において接続部分と離間部分とを有する第１マスク領域および第２マスク領域を備え、接続部分は、第１マスク領域と第２マスク領域とを繋ぐブリッジ構造からなり、板状部材は、離間部分をなす貫通孔が設けられた金属層からなる第１層と該第１層上の接続部分に対応する領域以外の領域に積層された第２層とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状部材からなる印刷用マスクであって、境界部において接続部分と離間部分とを有する第１マスク領域および第２マスク領域を備え、前記接続部分は、前記第１マスク領域と前記第２マスク領域とを繋ぐブリッジ構造からなり、前記板状部材は、前記離間部分をなす貫通孔が設けられた金属層からなる第１層と該第１層上の前記接続部分に対応する領域以外の領域に積層された第２層とを有する印刷用マスク。
【請求項２】
前記板状部材は、前記第１層上の前記接続部分に対応する領域に積層された、前記第２層よりも薄い第３層を有する請求項１に記載の印刷用マスク。
【請求項３】
前記第２層は、前記第１層よりも厚い請求項１または請求項２に記載の印刷用マスク。
【請求項４】
前記第２層および前記第３層は、樹脂層からなる請求項１から請求項３のいずれかに記載の印刷用マスク。
【請求項５】
平面視したときに、前記接続部分と前記第１マスク領域とのなす角、および前記接続分と前記第２マスク領域とのなす角は、それぞれ丸みを帯びている請求項１から請求項４のいずれかに記載の印刷用マスク。
【請求項６】
前記ブリッジ構造は、側壁がテーパ形状である請求項１から請求項５のいずれかに記載の印刷用マスク。
【請求項７】
複数層からなる印刷用マスクの製造方法であって、
第１マスク領域、第２マスク領域、および前記第１マスク領域と前記第２マスク領域とを接続するブリッジ状の第３マスク領域を有する金属板を準備する工程と、
前記金属板の前記第１乃至第３マスク領域上に樹脂層を形成する工程と、
前記第３マスク領域上の樹脂層の全部を除去する、または前記第３マスク領域上の樹脂層が前記第１マスク領域および前記第２マスク領域上の樹脂層よりも薄くなるように、前記第３マスク領域上の樹脂層の一部を除去する工程と
を有する印刷用マスクの製造方法。
【請求項８】
複数層からなる印刷用マスクの製造方法であって、
第１マスク領域、第２マスク領域、および前記第１マスク領域と前記第２マスク領域とを接続するブリッジ状の第３マスク領域を有する金属板を準備する工程と、
前記金属板の前記第１乃至第２マスク領域上に樹脂層を形成する工程と
を有する印刷用マスクの製造方法。
【請求項９】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の印刷用マスクを用いた印刷方法であって、
前記印刷用マスクの前記第２層側に被印刷物を配置する工程と
前記被印刷物に対して前記印刷用マスクの前記第１層側から印刷材料を塗布する工程とを有する印刷方法。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の印刷用マスクを用いた配線基板の製造方法であって、
前記印刷用マスクの前記第２層側にセラミックグリーンシートを配置する工程と、
前記セラミックグリーンシートに対して前記印刷用マスクの前記第１層側から導体ペーストを塗布する工程と、
前記導体ペーストを乾燥させる工程と、
乾燥させた前記導体ペーストを有する複数の前記セラミックグリーンシートを積層してグリーンシート積層体を作製する工程と、
前記グリーンシート積層体を焼成する工程と
を有する配線基板の製造方法。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の印刷用マスクを用いた配線基板の製造方法であって、
前記印刷用マスクの前記第２層側に支持体を配置する工程と、
前記支持体に対して前記印刷用マスクの前記第１層側から導体ペーストを塗布する工程と、
前記導体ペーストを乾燥させる工程と、
前記支持体上の乾燥させた前記導体ペーストを覆うようにセラミックスラリーを塗布する工程と、
前記セラミックスラリーを乾燥させて、支持体とセラミックグリーンシートとの第１積層体を形成する工程と
前記第１積層体から支持体を除去して、導体層付きセラミックグリーンシートを得る工程と、
複数の前記導体層付きセラミックグリーンシートを積層してグリーンシート積層体を作製する工程と、
前記グリーンシート積層体を焼成する工程と
を有する配線基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば積層セラミック配線基板のようなセラミック基板を製造する過程において導体パターンを形成する際に用いられる印刷用マスク、その印刷用マスクの製造方法、そのような印刷用マスクを用いた印刷方法、並びに配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、積層型セラミック基板は、セラミックグリーンシート上に内部電極となる導電膜を形成し、導電膜が形成された複数枚のセラミックグリーンシートを積層してセラミック積層体を得、このセラミック積層体を焼成することにより製造されている。そして、セラミックグリーンシート上に内部電極となる導電膜を形成する手法としては、コストやタクト、厚膜形成等の問題から、通常スクリーン印刷方法が用いられてきた。
【０００３】
このスクリーン印刷方法では、主として、メッシュを有するスクリーン版やメッシュとメタルマスクを組合せた版が使用されている。
【０００４】
しかし、近年求められる、幅が３０μm以下程度の微細配線を形成する場合、このメッ
シュの存在により、配線上にメッシュ起因の凹凸が発生するといった問題やインクの抜けを抑制する目的で存在するメッシュにインクが遮られて高チキソ性のインクを用いても厚みが載りにくいといった問題がある。
【０００５】
これらの問題に対して、メッシュが無いメタルマスクを使用すると、このようなメッシュ起因の凹凸の発生を抑制できる他、インクの抜けを抑制する目的で存在するメッシュが無いことでより多くの厚みを載せることができる。
【０００６】
しかし、メタルマスクでは、開口が閉じる形状である閉路パターン（例えば、円形、四角形、多角形等のパターン）に関しては、閉路パターンの内側のマスク領域が外れる等の設計的な制約があるため、所望のパターン設計を行うのは困難である。そこで、これを満足する方法として、閉路パターンを挟んで配置されている２つのマスク領域を複数のブリッジによって繋ぎ、そのブリッジの被印刷物と接触する側の一部をエッチング加工したメタルマスクを用いる方法が提案されている（特許文献１参照）。これにより、所望のパターンを断線させること無く、閉路パターンの配線形成を行うことができる。
【特許文献１】特開２００７−３３１１９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の方法では、微細配線の幅とメタルマスクの厚みのアスペクト比が１以下でなくてはならないという制約条件があるため、近年求められる幅が３０μｍ以下程度の微細配線を形成するには、厚みが３０μm以下のメタルマスクに対するハー
フエッチングを余儀なくされる。しかし、強度の観点から、ハーフエッチング可能なメタルマスクの厚みが１００μｍ以上であるために、これに対応することは実質上困難である。
【０００８】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、印刷直後の状態でも断線させること無く微細配線を形成できる印刷用マスク、その印刷用マスクの製造方法、その印刷用マスクを用いた印刷方法、並びに配線基板の製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の印刷用マスクは、板状部材からなる印刷用マスクであって、境界部において接続部分と離間部分とを有する第１マスク領域および第２マスク領域を備え、前記の接続部分は、前記の第１マスク領域と前記の第２マスク領域とを繋ぐブリッジ構造からなり、前記の板状部材は、前記の離間部分をなす貫通孔が設けられた金属層からなる第１層と該第１層上の前記の接続部分に対応する領域以外の領域に積層された第２層とを有する。
【００１０】
前記の印刷用マスクにおいて、好ましくは、前記の板状部材は、前記の第１層上の前記の接続部分に対応する領域に積層された、前記の第２層よりも薄い第３層を有する
前記の印刷用マスクにおいて、好ましくは、前記の第２層は、前記の第１層よりも厚い。
【００１１】
前記の印刷用マスクにおいて、好ましくは、前記の第２層および前記の第３層は、樹脂層からなる。
【００１２】
前記の印刷用マスクにおいて、好ましくは、平面視したときに、前記の接続部分と前記の第１マスク領域とのなす角、および前記の接続分と前記の第２マスク領域とのなす角は、それぞれ丸みを帯びている。
【００１３】
前記の印刷用マスクにおいて、好ましくは、前記のブリッジ構造は、側壁がテーパ形状である。
【００１４】
本発明の第１の印刷用マスクの製造方法は、複数層からなる印刷用マスクの製造方法であって、第１マスク領域、第２マスク領域、および前記の第１マスク領域と前記の第２マスク領域とを接続するブリッジ状の第３マスク領域を有する金属板を準備する工程と、前記の金属板の前記の第１乃至第３マスク領域上に樹脂層を形成する工程と、前記の第３マスク領域上の樹脂層の全部を除去する、または前記の第３マスク領域上の樹脂層が前記の第１マスク領域および前記の第２マスク領域上の樹脂層よりも薄くなるように、前記の第３マスク領域上の樹脂層の一部を除去する工程とを有する。
【００１５】
本発明の第２の印刷用マスクの製造方法は、複数層からなる印刷用マスクの製造方法であって、第１マスク領域、第２マスク領域、および前記の第１マスク領域と前記の第２マスク領域とを接続するブリッジ状の第３マスク領域を有する金属板を準備する工程と、前記の金属板の前記の第１乃至第２マスク領域上に樹脂層を形成する工程とを有する。
【００１６】
本発明の印刷方法は、前記のいずれかの印刷用マスクを用いた印刷方法であって、前記の印刷用マスクの前記の第２層側に被印刷物を配置する工程と、前記の被印刷物に対して前記の印刷用マスクの前記の第１層側から印刷材料を塗布する工程とを有する。
【００１７】
本発明の第１の配線基板の製造方法は、上記の印刷用マスクを用いた配線基板の製造方法であって、前記の印刷用マスクの前記の第２層側にセラミックグリーンシートを配置する工程と、前記のセラミックグリーンシートに対して前記の印刷用マスクの前記の第１層側から導体ペーストを塗布する工程と、前記の導体ペーストを乾燥させる工程と、乾燥させた前記の導体ペーストを有する複数の前記のセラミックグリーンシートを積層してグリーンシート積層体を作製する工程と、前記のグリーンシート積層体を焼成する工程とを有する。
【００１８】
本発明の第２の配線基板の製造方法は、上記の印刷用マスクを用いた配線基板の製造方法であって、前記の印刷用マスクの前記の第２層側に支持体を配置する工程と、前記の支持体に対して前記の印刷用マスクの前記の第１層側から導体ペーストを塗布する工程と、前記の導体ペーストを乾燥させる工程と、前記の支持体上の乾燥させた前記の導体ペーストを覆うようにセラミックスラリーを塗布する工程と、前記のセラミックスラリーを乾燥させて、支持体とセラミックグリーンシートとの第１積層体を形成する工程と、前記の第１積層体から支持体を除去して、導体層付きセラミックグリーンシートを得る工程と、複数の前記の導体層付きセラミックグリーンシートを積層してグリーンシート積層体を作製する工程と、前記のグリーンシート積層体を焼成する工程とを有する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の印刷マスクによれば、印刷直後の状態でも断線させることなく微細配線を形成することができる。
【００２０】
本発明の印刷用マスクの製造方法によれば、微細配線パターンを形成可能な印刷用マスクを容易に作製することができる。
【００２１】
本発明の印刷用マスクを用いた印刷方法によれば、印刷直後の状態でも断線させること無く微細配線を形成することができる。
【００２２】
本発明の配線基板の製造方法によれば、微細配線を有する配線基板を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施の形態による印刷用マスクの構成例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ），（ｃ）は平面図である。また、図２は、図１に示した印刷用マスク１の詳細な構成と、この印刷用マスク１を用いて形成される微細配線のパターン形状とを示す図であり、（ａ）は、印刷用マスク１の平面図と微細配線のパターン形状の平面図、（ｂ）は、（ａ）の点線Ｘ−Ｘにおける断面図と点線Ｘ−Ｘに対応した点線Ｘ’−Ｘ’における微細配線パターンの断面図、（ｃ）は、（ａ）の点線Ｙ−Ｙにおける断面図と点線Ｙ−Ｙに対応した点線Ｙ’−Ｙ’における微細配線パターンの断面図、（ｄ）は、（ａ）の点線Ｚ−Ｚにおける断面図と点線Ｚ−Ｚに対応した点線Ｚ’−Ｚ’における微細配線パターンの断面図である。図１（ａ）に示すように、本実施の形態による印刷用マスク１は、金属層２と樹脂層３の２層の板状部材からなるマスクである。また、図１（ｂ），（ｃ）に示すように、印刷用マスク１は、貫通孔４を有しており、その貫通孔４を挟んで第１マスク領域Ｐ１および第２マスク領域Ｐ２を有する。第１マスク領域Ｐ１および第２マスク領域Ｐ２は、複数のブリッジ状の接続部分（以下、「ブリッジ部」という。）５によって接続されている。このブリッジ部５は第３マスク領域Ｐ３をなす。
【００２４】
また、図２に示すように、ブリッジ部５の裏側の樹脂層３のみを選択的に除去することにより、ブリッジ部５の裏側に凹部を形成する。
【００２５】
例えば、配線基板の製造過程において、このような印刷用マスク１を用いて配線パターンを形成する場合、印刷用マスク１の一方の主面側にセラミック基板等の被印刷物６を配置し、他方の主面側から導体ペースト等の印刷物７を塗布する。この塗布は、例えば、印刷用マスク１の上記他方の主面において面方向にスキージを移動させることにより行われる。このとき、貫通孔４を介して印刷用マスク１の上記他方の主面側に到達した印刷物７は、図２（ｄ）のようにブリッジ部５の裏側に回り込み、ブリッジ部５にて配線パターンが切断されることなく、図２（ａ）のような配線パターンを形成することが可能となる。
【００２６】
上述のように、印刷用マスク１を、貫通孔４が設けられた金属層２と金属層２上のブリッジ部５に対応する領域以外の領域に積層された樹脂層３とを有する板状部材から構成することにより、幅が３０μｍ以下の微細配線の閉路パターンを容易に安定して形成することができる。すなわち、従来のハーフエッチング加工では対応できない薄い板厚のメタルマスクに対しても、そのメタルマスク上に樹脂層３を積層し、その樹脂層３の厚みを制御することによってブリッジ構造を容易に作製できるので、上記のような微細な閉路パターンも容易に作製できる。また、メッシュを有するマスクを使った場合には、メッシュが印刷物の塗布量を抑制する場合もあったが、本実施の形態による印刷用マスク１を用いれば、印刷材料の塗布量を抑制することなく、微細配線の印刷が可能となる。
【００２７】
また、樹脂層３を、金属層２よりも厚くすることで、被印刷物６に転写された印刷物７の膜厚全体に対するブリッジ部５による印刷物凹部の影響を小さくできる。
【００２８】
なお、金属層２上に積層される層は、どのような種類の樹脂からなってもよいが、特に金属との接合性が良く、露光解像性が良い樹脂にすると、より容易に且つ、精密なパターン形成が可能となる。また、印刷用マスク１においては、金属層２上に積層される層として、加工の容易さから樹脂層３を用いたが、他の材料からなる層であってもよい。
【００２９】
更に、印刷用マスク１の製造方法としては、貫通孔からなる開口パターンのある金属板を準備し、その後、その金属板上に樹脂層を形成し、さらに、ブリッジ部５に対応する領域に積層された樹脂層の全部を、エッチングまたはレーザー加工にて除去するという方法をとることができる。この場合、樹脂層のみに対する選択的エッチングまたは樹脂層のみに有効なレーザー波長を使用したレーザー加工を施すことにより、金属板に損傷を与えることなく精度の高いパターンを有する所望の印刷用マスクを製造することが可能となる。また、ブリッジ部５に積層された樹脂層の全部を除去するのではなく、ブリッジ部５に積層された樹脂層の一部を、ブリッジ部５以外の領域に積層された樹脂層よりも薄くなるように除去してもよい。
【００３０】
また、微細なパターンを作成する際には、ブリッジ部５に積層された樹脂層３のみを選択的に除去するため、可視光波長以下のレーザービームを用いてエッチング加工することが好ましい。このとき、レーザービームの尖塔値が平坦なトップハットビームを用いると、金属板２に損傷を与えることを抑制しつつ、より精度の高いパターンを有する所望の印刷用マスク１を製造することができる。ここで、図３（ａ）は、トップハットビームの形状を示し、（ｂ）は、トップハットビームの波形を示し、（ｃ）は、（ｂ）に示す波形のトップハットビームによって樹脂層３に形成された穴の形状を示す。図３（ｂ）に示すように、トップハットビームでは、レーザー光の高出力強度部分が均一な出力強度分布となっている。この均一に分布している領域での出力強度は、樹脂層３を十分除去できるとともに、金属板２に損傷を与えない程度の出力強度である。
【００３１】
なお、図３（ｂ）に示すように、レーザー光の出力強度がピーク値の1／ｅ２以上である場合に樹脂層３を除去できるとき、出力強度がピーク値の1／ｅ２以上である部分のビーム径Ｄに対して、ビーム尖塔の平坦な部分の径ｄの割合ｄ／Ｄが、７０％以上であることが好ましい。このようなビーム波形にすれば、金属板２に損傷を与えることを抑制しつつ、より精度の高いパターンを有する所望の印刷用マスク１を製造することができる。
【００３２】
さらに、レーザー加工時には、ビーム波形の裾部分における所定の出力強度以上の領域によって、余分な樹脂層３が除去されることを抑制するために、アパーチャを用いることが好ましい。
【００３３】
また、金属層２として、光に対する反射率の高い材質を使用することにより、金属層２は、入射によるレーザービームと反射によるレーザービームの双方から加工されるため、ブリッジ部５に対応する領域に積層された樹脂層３を効率よく除去することができ、印刷用マスク１に精度の高いパターンを形成することができる。
【００３４】
なお、印刷用マスク１の製造方法は、この限りではなく、貫通孔からなる開口パターンを有する金属板と、その金属層の開口パターンとブリッジ部５に対応する部分が共に開口パターンとなる樹脂層とを予め準備し、それらの金属板と樹脂層とを、後から貼り合せて作製することも可能である。
【００３５】
また、貫通孔からなる開口パターンを有する金属板と、金属層の開口パターンに対応する部分に開口パターンを有し、ブリッジ部５に対応する部分の厚みが他の領域の厚みよりも薄い樹脂層とを予め準備し、それらの金属板と樹脂層とを、後から貼り合わせてもよい。
【００３６】
次に、本実施の形態による印刷用マスク１を用いたセラミック基板の製造方法について説明する。まず、印刷用マスク１の樹脂層３側にセラミックグリーンシートを配置する。例えば、印刷用マスク１とセラミックグリーンシートとを一定の距離を保つようにセラミックグリーンシートをテーブル上に配置する。そして、印刷用マスク１上に導体ペーストを載せて、所望のスキージ速度でスキージングする。このとき、導体ペーストが貫通孔４を抜けてセラミックグリーンシートに転写される。その後、導体ペーストを乾燥させる。このように乾燥した導体ペーストを有するセラミックグリーンシートを複数枚準備し、これを積層してグリーンシート積層体を作製する。その後、このグリーンシート積層体を焼成してセラミック配線基板を得る。なお、セラミックグリーンシートに印刷用マスク１を用いて導体ペーストを塗布する前に、いくつかのセラミックグリーンシートに予め貫通孔を形成し、その貫通孔に導体ペーストを塗布した後、セラミックグリーンシートを積層して焼成することにより、導体ビアを形成してもよい。
【００３７】
なお、図４に示すように、ブリッジ部５と第１マスク領域Ｐ１とのなす角、およびブリッジ部５と第２マスク領域Ｐ２とのなす角は、それぞれ丸みを帯びていてもよい。ここで、図４（ａ）は、印刷用マスク１の平面図であり、図４（ｂ）は、（ａ）における領域Ｓ１の部分拡大図である。このような構成によれば、スキージングの際に、ブリッジ部５にかかる応力が緩和されブリッジ部５の破断を抑制することができる。
【００３８】
また、図５に示すように、ブリッジ部５は、側壁がテーパ形状であってもよい。ここで、図５（ａ）は、印刷用マスク１の平面図であり、図５（ｂ）は、（ａ）における領域Ｓ２のＸ−Ｘ線における断面図、図５（ｃ）は、（ａ）における領域Ｓ２の部分を示す斜視図である。このようにブリッジ部５の側壁がテーパ形状であると、ブリッジ部５の下部へインクが回り込み易くなる。
【００３９】
なお、印刷用マスク１は、種々の配線基板の製造に用いられる。例えば、印刷用マスク１の樹脂層３側にペットフィルム等の支持体を配置し、その支持体に対して印刷用マスク１の金属層２側から導体ペーストを塗布してもよい。その後、導体ペーストを乾燥させてその上からセラミックスラリーを塗布し、そのセラミックスラリーを乾燥させて、支持体とセラミックグリーンシートの積層体を作製する。その積層体から支持体を除去して、導体層付きセラミックグリーンシートを得、複数の導体層付きセラミックグリーンシートを積層してグリーンシート積層体を作製し、それを焼成することによっても配線基板を得ることができる。
【００４０】
さらに、この印刷用マスク１を用いて樹脂層に配線導体を形成して、樹脂基板を得ることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施の形態による印刷用マスクの構成例を示す図であり、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は、印刷用マスクにおける領域Ｐ１，Ｐ２を示す平面図である。
【図２】図１に示した印刷用マスク１の詳細な構成と、この印刷用マスク１を用いて形成される微細配線のパターン形状とを示す図であり、（ａ）は、印刷用マスク１の平面図と微細配線のパターン形状の平面図、（ｂ）は、（ａ）の点線Ｘ−Ｘにおける断面図と点線Ｘ−Ｘに対応した点線Ｘ’−Ｘ’における微細配線パターンの断面図、（ｃ）は、（ａ）の点線Ｙ−Ｙにおける断面図と点線Ｙ−Ｙに対応した点線Ｙ’−Ｙ’における微細配線パターンの断面図、（ｄ）は、（ａ）の点線Ｚ−Ｚにおける断面図と点線Ｚ−Ｚに対応した点線Ｚ’−Ｚ’における微細配線パターンの断面図である。
【図３】（ａ）は、トップハットビームの形状を示し、（ｂ）は、トップハットビームの波形を示し、（ｃ）は、（ｂ）に示す波形のトップハットビームによって加工された穴の形状を示す。
【図４】（ａ）は、印刷用マスクの平面図、（ｂ）は、（ａ）における領域Ｓ１の部分拡大図である。
【図５】（ａ）は、印刷用マスクの平面図、（ｂ）は、（ａ）における領域Ｓ２のＸ−Ｘ線における断面図、（ｃ）は、（ａ）における領域Ｓ２の部分を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４２】
１．印刷用マスク
２．金属層
３．樹脂層
４．貫通孔（開口パターン）
５．ブリッジ部
６．被印刷物
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009226924.tif 000005
【図４】
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【図５】
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