(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板からなるベース（２６）の表面上にフォトレジスト（１１）を剥離可能にラミネート又は塗布する工程と、
フォトレジスト（１１）の上にパターンフィルム（１２）を重ね、ベース（２６）に対し垂直に直進する光でフォトレジスト（１１）を露光する工程と、
パターンフィルム（１２）を剥がして、フォトレジスト（１１）を電鋳母型（１０）側に転写する工程と、
現像、乾燥処理してパターンレジスト膜（１３）を電鋳母型（１０）の上に形成する工程と、
電鋳母型（１０）のパターンレジスト膜（１３）で覆われていない表面に電着金属（２４）を形成する工程と、
電着金属（２４）を電鋳母型（１０）から剥離する工程とからなるメタルマスクの製造方法。  
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば各種電子部品等を実装する配線パターンプリント基板等の被印刷物上に、半田ペースト等の印刷物を塗布形成するためなどに使用される、印刷用のメタルマスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のメタルマスクは、Ｃ、Ａｕ、ＡｇやＣｕなどの導電性インキや蒸着物あるいは導電性ペースト（以下、インキ・ぺーストという。）を通すための所望パターンの透孔を有するが、その製造法として電鋳によるものがある。
【０００３】
その電鋳工程の一例を図１３に示す。まず、図１３（Ａ）に示すように電鋳母型１０の表面にドライフィルムによるフォトレジスト１１を数層、ラミネートし、次いで図１３（Ｂ）のようにフォトレジスト１１の上に、パターンフィルム１２を密着させて、露光、現像処理して、図１３（Ｃ）に示すごとく所望パターンのパターンレジスト膜１３を形成する。次いで、図１３（Ｄ）に示すように電鋳母型１０のパターンレジスト膜１３で覆われていない表面に電着金属２４を電着させ、しかるのち、図１３（Ｅ）のように電着金属２４の表面を機械的研磨や電解研磨によって研磨する。最後に、図１３（Ｆ）に示すように電着金属２４を電鋳母型１０から剥離し、パターンレジスト膜１３を除去することにより、所望パターンの透孔２を有するメタルマスク１（２４）の電鋳製品を得る。
【０００４】
このようにして得るメタルマスク１の透孔２の断面形状は、電鋳母型面側１ａの孔径が小さく、電鋳面側１ｂの孔径が大きいテーパー状に形成される。これは、フォトレジスト１１が表面層から下層へ行くほど指数関数的に光線（紫外線）の吸収が行われ、この結果電鋳母型１０に面する側にまで光線が充分に達しにくいことが原因であると考えられる。このような透孔２のテーパー状化の傾向は紫外線透過率の小さいフォトレジストを使用するほど顕著に現れる。
【０００５】
かかるメタルマスク１を用いて印刷するには、一般に、図１４に示すごとくメタルマスク１を上下反転させてその電鋳面側１ｂを被印刷体３の上に密着させ、メタルマスク１の電鋳母型面側１ａをスキージかけ面にしてこの上にインキ・ペーストＰをのせ、スキージＳをかけてインキ・ペーストＰを透孔２内に充填する。メタルマスク１を上下反転させて使用するのは、前述したように透孔２の電鋳面側１ｂの孔径の方が大きくて、被印刷体３へのインキ・ペーストＰの版抜け性が良好になるからである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のようにインキ・ペーストＰの版抜け性のみを主眼としてメタルマスク１を上下反転させて印刷すると、メタルマスク１の電鋳面側１ｂは表面研磨しても電鋳母型面側１ａほどの平滑面を得ることができないため、被印刷体３の表面との密着性が悪く、またメタルマスク１の透孔パターンの粗密の差などにより電鋳時におけるマスク厚の差が生じている場合、印刷時にかすれやにじみが生じるため、きれいに印刷できない。
【０００７】
この後者について更に言及すると、透孔パターンによっては、図１５（ａ）に示すように、一枚のメタルマスク１において、透孔２自体の面積が大きかったり、あるいは多数の透孔２が小ピッチで密集するなどして透孔密度の大きい領域Ａと、透孔２が疎らに並ぶなどして透孔密度の小さい領域Ｂとが併存することがある。こうした場合は、電着法において単位面積当たりに電着される金属量（電着量）はほぼ一定であるため、電鋳時に電流密度の差が生じ、マスク厚が透孔密度の大きい領域Ａで厚く、透孔密度の小さい領域Ｂで薄くなる、というマスク厚の差が生じる。このようなメタルマスク１では、これを前述したように上下反転させて印刷すると、図１５（ｂ）に示すように、透孔密度の小さい領域Ｂの電鋳面側（印刷面側）１ｂが被印刷体３の表面から浮く状態になって、インキ・ペーストＰ′がメタルマスク１の印刷面側１ｂにまわり込み、これが原因してにじみやかすれが生じてきれいに印刷できないことになる。
【０００８】
また、フォトレジスト１１の露光に際し、光線の平行直進性を向上させた平行露光機を使用した場合、図１３（Ｂ）に示すごとく光線が電鋳母型１０に対し全面にわたって垂直に進行するため、パターンフィルム１２の微細部分までを忠実にパターンレジスト膜１３に写し出すよう露光してしまう。従って、パターンフィルム１２に描かれた透孔内周縁に相当する部分はミクロンオーダーで見れば微細なギザギザがあるが、このギザが性能の良い平行露光機によりパターンレジスト膜１３に忠実に写し出される。この結果、このパターンレジスト膜１３を用いてメタルマスク１を電鋳した場合、このメタルマスク１の透孔２の内面に、図１３（Ｆ）中の拡大図で示すごとき微細な条溝２ａが形成される。このため、印刷時にインキ・ペーストＰが透孔２から完全に抜けることなく、その内面に付着残留し、印刷性低下の原因となる。
【０００９】
本発明の目的は、このようなインキ・ペーストの版抜け性、印刷精度に優れるメタルマスクを容易に得ることができ、さらにメタルマスクの透孔断面のテーパーを任意角度に制御することができるメタルマスクの製造方法を提供することにある。
【００１０】
【００１１】
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明のメタルマスクの製造方法は、平板からなるベース２６の表面上にフォトレジスト１１を剥離可能にラミネート又は塗布する工程と、フォトレジスト１１の上にパターンフィルム１２を重ね、ベース２６に対し垂直に直進する光でフォトレジスト１１を露光する工程と、パターンフィルム１２を剥がして、フォトレジスト１１を電鋳母型１０側に転写する工程と、現像、乾燥処理してパターンレジスト膜１３を電鋳母型１０の上に形成する工程と、電鋳母型１０のパターンレジスト膜１３で覆われていない表面に電着金属２４を形成する工程と、電着金属２４を電鋳母型１０から剥離する工程とからなる。
【００１６】
【作用】
メタルマスク１の断面テーパー形状の透孔２の電鋳母型面側１ａの孔径を、電鋳面側１ｂの孔径よりも大きく形成してあると、電鋳面側１ｂをスキージ面として、平滑で密着性に優れる電鋳母型面側１ａを被印刷体３に高い密着度で密着させて印刷することができ、またインキ・ペーストの版抜け性が良好であるばかりか、マスク厚の差があるような場合もかすれやにじみ等がなく、きれいに印刷することができる。
【００１７】
【００１８】
【００１９】
【００２０】
請求項１記載の発明においては、ベース２６の表面上に剥離可能にラミネート又は塗布したフォトレジスト１１を露光し、この露光したフォトレジスト１１を電鋳母型１０側に転写させて電鋳するので、電鋳母型面側１ａの孔径を、電鋳面側１ｂの孔径よりも大きくする断面テーパー形状の透孔２をもつメタルマスク１を容易に得ることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る電鋳製メタルマスクの実施例を図１ないし図３に基づき説明する。図１において、このメタルマスク１はインキ・ぺースト通し用の透孔２を所望の印刷パターンに対応させてパターンニング形成している。その透孔２の断面形状は、電鋳母型面側１ａの孔径が大きく、電鋳面側１ｂの孔径が小さくなるようテーパー状に形成したものである。
【００２２】
このような断面形状の透孔２をもつメタルマスク１は、例えば、図２に示すように、被印刷体３の表面上に電鋳母型面側１ａを下側にして置き、電鋳面側１ｂをスキージかけ面４としてこの上にインキ・ぺーストＰをのせ、スキージＳをかけてインキ・ぺーストＰを透孔２内に充填するのである。
その際、透孔２は電鋳母型面側１ａの孔径が電鋳面側１ｂの孔径よりも大きく形成されているので、インキ・ぺーストＰは被印刷体３への版抜け性が良好である。またメタルマスク１の電鋳母型面側１ａは平滑面に形成されているので、被印刷体３の表面との密着性を良好にする。また、メタルマスク１が図３に示すごとく透孔パターンの粗密差などによりマスク厚の差があるような場合も、その平滑な電鋳母型面側１ａを被印刷体３の表面上に密着させて印刷することができ、かすれやにじみ等がなく、精度の高い印刷ができるに至った。
【００２３】
以下、上記メタルマスクの電鋳による製造方法について参考例ないし実施例を挙げる。
【００２４】
（第１参考例）
図４は本発明の製造方法の第１参考例を示す。まず、図４（Ａ）に示すようにステンレス鋼製の電鋳母型１０の表面にドライフィルムによるフォトレジスト１１を数枚ラミネートして、例えば２００μｍの均一な膜を形成する。フォトレジスト１１はドライフィルムに代えて、液状フォトレジストを塗布することもできる。
【００２５】
次いで、図４（Ｂ）に示すようにフォトレジスト１１の上に、所望のマスクパターンに相当するパターンをもつパターンフィルム（ネガタイプ）１２を密着させ、紫外線ランプを照射して露光、現像、乾燥の各処理を行って、図４の（Ｃ）に示すようにパターンレジスト膜１３を形成する。
【００２６】
その露光に際しては、平行露光機を用いるが、この際、フォトレジスト１１の上にパターンフィルム１２を密着させた電鋳母型１０は、図５に示すように、露光機内の水平面上に任意角度だけ傾斜する状態に設置した回転台１４の上に載置する。回転台１４は傾斜状の載置台板１６の下側に減速機付きのモータ１５を備えており、この載置台板１６の上に前記電鋳母型１０が載置される。平行露光機内には、光源１７を設置するとともに、この光源１７の下方に平面反射板１９を上向き傾斜状に設置し、かつ、回転台１４の真上に曲面反射板２０を平面反射板１９に相対して設置する。曲面反射板２０及び回転台１４と、光源１７との間には、遮光板２１を設置することで、光源１７からの直接光が回転台１４に作用しないようにする。
【００２７】
かくして、光源１７からの光はレンズ２２を通って平面反射板１９で反射し、この反射光を曲面反射板２０に投光し、曲面反射板２０で反射した平行光を電鋳母型１０上のパターンフィルム１２を介してフォトレジスト１１に照射する。これと同時に回転台１４を電鋳母型１０の表面と垂直な軸心Ｑまわりに回転させて露光する。図５中の拡大図にフォトレジスト１１への平行光線の透過状態を示すように、平行光線ｍ・ｎは電鋳母型１０の傾斜角度に対応してフォトレジスト１１内にレジスト厚方向に対し斜交する方向に透過する。平行光線ｍは電鋳母型１０の回転方向の或る位置で透過する光線を、平行光線ｎは電鋳母型１０が前記位置から更に１８０°回転した後における光線を示す。このように平行光をパターンフィルム１２を介してフォトレジスト１１に斜めに透過させ、同時に回転させながら露光するため、フォトレジスト１１の電鋳母型１０面側ではパターンフィルム１２面側よりも広くなるよう露光して断面台形状の露光部１１ａを硬化させる。その露光部１１ａにはパターンフィルム１２の透孔内周縁に相当する部分に微細なギザギザがある場合も、電鋳母型１０を回転させながら露光するため、そのギザギザが電鋳母型１０上のパターンレジスト膜１３に写し出されるようなことがない。
【００２８】
平面反射板１９及び曲面反射板２０を用いて平行光線を放つに代えて、図６に示すように放物面反射板２３を用いて平行光線を放つこともできる。
【００２９】
しかるのち、現像により未露光部１１ｂを溶解除去する。これにより図４（Ｃ）に示すごとくパターンレジスト膜１３が形成される。
【００３０】
次いで、常套手段通り、電鋳母型１０をスルファミン酸ニッケル浴などの電鋳槽に移し、ニッケル、あるいはニッケル−コバルト合金で電鋳を行って、図４（Ｄ）に示すように電鋳母型１０のパターンレジスト膜１３で覆われていない表面に電着金属２４を形成する。電鋳後、図４（Ｅ）に示すごとく電着金属２４の表面を機械的研磨や電解研磨により研磨する。
【００３１】
最後に、パターンレジスト膜１３を除去した後、電着金属２４を電鋳母型１０から剥離することにより、図４（Ｆ）に示すように透孔２の断面形状が電鋳母型面側１ａの孔径を電鋳面側１ｂの孔径よりも大きくするテーパー状に形成し、また透孔２の内周面を図１３（Ｆ）に示すごとき条溝２ａの無い平滑面にするメタルマスク１の電鋳製品を得る。
【００３２】
（第２参考例）
図７及び図８は本発明の製造方法の第２参考例を示す。この第２参考例では、表面にフォトレジスト１１及びパターンフィルム１２をのせた電鋳母型１０を、露光機内に水平に設置した回転台１４の上に載置し、回転台１４を電鋳母型１０の表面と垂直な軸心Ｑまわりに回転させながら、電鋳母型１０の表面上のパターンフィルム１２を介してフォトレジスト１１に対し平行光線を斜め方向から照射させて露光する以外は、第１参考例の場合と同様である。
【００３３】
この方法においても、透孔２の断面形状が電鋳母型面側１ａの孔径を電鋳面側１ｂの孔径よりも大きくするテーパー状に形成し、また透孔２の内周面を平滑面にするメタルマスク１の電鋳製品を得ることができる。
【００３４】
（第３参考例）
図９は本発明の製造方法の第３参考例を示す。この第３参考例では、表面にフォトレジスト１１及びパターンフィルム１２をのせた電鋳母型１０の表面上のパターンフィルム１２の上に、入射光を一方向にのみ屈折させてパターンフィルム１２を通してフォトレジスト１１に対し一定の斜め方向に出射する偏光フィルター２５を平行に配置させて、該偏光フィルター２５を電鋳母型１０の表面と垂直な軸心Ｑまわりに回転させながら露光する以外は、第１参考例の場合と同様である。
【００３５】
この方法においても、透孔２の断面形状が電鋳母型面側１ａの孔径を電鋳面側１ｂの孔径よりも大きくするテーパー状に形成し、また透孔２の内周面を平滑面にするメタルマスク１の電鋳製品を得ることができる。
【００３６】
（実施例）
図１０及び図１１は本発明の製造方法の実施例を示す。この実施例では、まず、図１０（Ａ）に示すように、ガラス板やプラスチック板などの平板からなるベース２６の表面上に、捨てフォトレジスト２７をラミネートする。この捨てフォトレジスト２７は、両面に塩化ビニル樹脂などの保護シート２９が剥離自在に付いているドライフィルムレジスト（２０〜５０μｍ厚）を用いるが、ラミネートに際し、その上面側に保護シート２９を付けたままラミネートする。次いで、保護シート２９の上に、同じくドライフィルムによるフォトレジスト１１を所定厚になるよう数層重ねてラミネートする。しかるのち、図１０（Ｂ）に示すように、フォトレジスト１１の上にパターンフィルム１２を重ね、ベース２６に対し垂直に直進する光でパターンフィルム１２を介してフォトレジスト１１を露光する。次いで、パターンフィルム１２を剥がし、図１０（Ｃ）のようにフォトレジスト１１の上方から電鋳母型１０を熱を加えながら押圧し、フォトレジスト１１を電鋳母型１０側に転写する。その際、フォトレジスト１１は、ベース２６側に捨てフォトレジスト２７と共に残される保護シート２９から容易に剥がされるため、電鋳母型１０側に変形したりすることなく、完全な形でそのまま転写し易い。
【００３７】
次いで、現像、乾燥処理することにより、図１０（Ｄ）に示すごとくパターンレジスト膜１３を電鋳母型１０の上に形成する。次いで、電鋳を行って、図１１（Ｅ）に示すように電鋳母型１０のパターンレジスト膜１３で覆われていない表面に電着金属２４を形成する。
【００３８】
次いで、電着金属２４を電鋳母型１０から剥離することにより、図４（Ｆ）に示すメタルマスク１と同様な透孔２の断面形状が電鋳母型面側１ａの孔径を電鋳面側１ｂの孔径よりも大きくするテーパー状に形成するメタルマスク１の電鋳製品を得る。
【００３９】
上記の実施例において、電鋳後に引続いて、例えば図１１（Ｆ）〜（Ｈ）に示すようなハーフエッチング作業を行うことにより、図１１（Ｈ）に示すごとくメタルマスク１のパターン部の或る一部を、他の箇所よりも薄肉にする形の凹部３１を有するメタルマスク１をも容易に得ることができる。
すなわち、例えば、プリント基板等に半田付けする部品として超小型部品から大型部品の混合されたものを高密度に実装する必要があったり、また実装部品の電極及びパターンの極小化に伴い、前記部品の形状に合わせてクリーム半田の印刷量を調整する必要がある。こうした場合、同一メタルマスク１のパターン部の或る一部を、他の箇所よりも薄肉にする形の凹部３１を形成することが要求される。かかる要求に応えるべく、このメタルマスク１の電鋳後に、図１１（Ｆ）に示すごとくメタルマスク１の表面にエッチングパターンフィルム３０を重ね、図１１（Ｇ）に示すごとくエッチングすることで、図１１（Ｈ）に示すごときメタルマスク１のパターン部の或る一部を、他の箇所よりも薄肉にする形の凹部３１を有するメタルマスク１を得ることができる。
【００４０】
これと同じ断面形状のメタルマスクを製造する方法が特開平６−２１０８１７号公報に提案されているが、この方法ではメタルマスクを一旦電鋳母型から剥がし、上下反転させてその電鋳母型面側にエッチングする方法であるため、工程数が増大し、またメタルマスクを電鋳母型から剥がすときに変形を加えるおそれがあるが、本実施例によればメタルマスク１を電鋳母型１０の上に付けたままエッチングすることができるので、工程数の減少、メタルマスク１を剥がすときの変形などがなくて有利である。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の請求項１記載の発明によれば、メタルマスク１の断面テーパー形状の透孔２の電鋳母型面側１ａの孔径を、電鋳面側１ｂの孔径よりも大きく形成してあるので、平滑で密着性に優れる電鋳母型面側１ａを被印刷体３に高い密着度で密着させて印刷することができ、またインキ・ペーストの版抜け性が良好であるばかりか、マスク厚の差があるような場合もかすれやにじみ等がなく、精度の高いスクリーン印刷を可能にする。
【００４２】
電鋳母型面側１ａの孔径を、電鋳面側１ｂの孔径よりも大きくする断面テーパー形状の透孔２をもつメタルマスクを容易に得ることができる。また、透孔２のテーパー角度を任意に調節することができ、従って、例えば、蒸着用メタルマスク等では透孔２の蒸着面側の孔径が極端に大きくなるようにテーパー角度を大きくすることが要求されるが、かかる要求に充分に対応できるものとなる。さらに、透孔２の内面全周を平滑面に形成することができ、印刷時に透孔２の内面にインキ・ペーストが付着残留することなく、この点でも吐出が良好になり、印刷性を向上でき、また印刷後の洗浄効果も高められる。
【００４３】
【図面の簡単な説明】
【図１】  メタルマスクの一部拡大断面図である。
【図２】  メタルマスクの使用例を示す断面図である。
【図３】  他の実施例のメタルマスクの使用例を示す断面図である。
【図４】  第１参考例のメタルマスクの製造過程の工程説明図である。
【図５】  第１参考例のメタルマスクの製造過程における露光装置の概略図である。
【図６】  第１参考例のメタルマスクの製造過程における他の露光装置の概略図である。
【図７】  第２参考例のメタルマスクの製造過程の工程説明図である。
【図８】  第２参考例のメタルマスクの製造過程における露光装置の概略図である。
【図９】  第３参考例のメタルマスクの製造過程の工程説明図である。
【図１０】  実施例のメタルマスクの製造過程のパターンレジスト膜形成工程までの工程説明図である。
【図１１】  実施例のメタルマスクの製造過程の電鋳工程からエッチング工程までの工程説明図である。
【図１２】  メタルマスクを蒸着用マスクに使用して蒸着している状態を示す断面図である。
【図１３】  従来例のメタルマスクの製造過程の工程説明図である。
【図１４】  従来例のメタルマスクの使用例を示す断面図である。
【図１５】  （ａ）は他の従来例のメタルマスクの一部拡大断面図、（ｂ）はそのメタルマスクの使用例を示す断面図である。
【符号の説明】
１  メタルマスク
２  透孔
３  被印刷体
１０  電鋳母型
１１  フォトレジスト
１２  パターンフィルム
１３  パターンレジスト膜
１４  回転台
２４  電着金属
２５  偏光フィルター
２６  ベース
【図１】
0003786313.tif 000002
【図２】
0003786313.tif 000003
【図３】
0003786313.tif 000004
【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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【図９】
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【図１０】
0003786313.tif 000011
【図１１】
0003786313.tif 000012
【図１２】
0003786313.tif 000013
【図１３】
0003786313.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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