JPH0957937A - スクリーン印刷用メタルマスクの製造方法 - Google Patents

スクリーン印刷用メタルマスクの製造方法

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JPH0957937A
JPH0957937A JP7234764A JP23476495A JPH0957937A JP H0957937 A JPH0957937 A JP H0957937A JP 7234764 A JP7234764 A JP 7234764A JP 23476495 A JP23476495 A JP 23476495A JP H0957937 A JPH0957937 A JP H0957937A
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JP
Japan
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metal plate
screen printing
metal
abrasive
pores
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JP7234764A
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English (en)
Inventor
Shoji Shibazaki
正二 柴崎
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Taiyo Kagaku Kogyo Co Ltd
Original Assignee
Taiyo Kagaku Kogyo Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 面粗度が小さく、また微細溶融物の付着のな
い壁面を持った細孔が形成でき、これにより高い印刷品
質と印刷精度を実現する。 【解決手段】 金属板1にレーザー光を照射して金属板
1に微細な細孔3からなるからパターンを形成した後、
金属板1の板面に対して斜めから同金属板1を粒状研磨
材を吹き付けてサンドブラスト研磨する。具体的には金
属板1を傾斜させて保持し状態で粒状研磨材をこの金属
板1の表面側、つまり金属板1の印刷ペーストが付与さ
れる側から吹き付ける。粒状研磨材は、#100〜#1
500のアルミナ系もしくはカーボン系研磨材が一般的
であり、その吹付速度は400〜1000m/secが
一般的である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば電子機器に
回路部品を実装し、半田付けするときに回路基板上等に
クリーム半田などの印刷ペーストをスクリーン印刷する
ときに使用されるスクリーン印刷用メタルマスクの製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】スクリーン印刷用メタルマスクは、クリ
ーム半田ペーストや導電性インキ等を印刷するための細
孔によるパターンを有するが、このようなスクリーン印
刷用メタルマスクの従来における最も一般的な製造方法
は、エッチング法である。このエッチング法では、ステ
ンレス等の金属板上にエッチングフォトレジストによる
画像を形成した後、エッチング液により両面エッチング
を行い、細孔によるパターンを形成するという方法であ
る。
【0003】また、近年のCAD・CAM技術の普及と
レーザー加工機の普及に伴い、これらの特徴を生かした
金属の微細加工技術が向上し、レーザー加工法によるス
クリーン印刷用メタルマスクの製造の検討及び、導入が
図られている。このレーザー加工法によるスクリーン印
刷用メタルマスクの製造では、レーザー装置と自動XY
テーブルをNC制御することで、CADデータから直接
的に細孔を加工形成する方法である。これは、CADに
より得られるデータから直接レーザー加工することによ
り、加工精度の向上と工期の短縮化を図ることができ、
有効な製造方法として期待されている。
【0004】前記レーザー加工法により製造されたスク
リーン印刷用メタルマスクにおいて、金属板1に穿孔さ
れた細孔3の断面形状の例を図5(a)に示す。ここ
で、金属板1のレーザー光の入射面側1aと反対側、つ
まりレーザー光出射側1bの細孔3の開口部周辺に突出
物ができる。これは、レーザー加工により生じる金属屑
が細孔3の開口部周辺に溶着してできたドロスと呼ばれ
る溶融付着物である。このドロス2は、印刷時に印刷性
を損なうので、金属板1の表面1bを研磨し、図5
(b)に示すように、そのドロス2を除去することがな
されている。こうして得られたスクリーン印刷用メタル
マスクは、一般的には金属板1のレーザー光入射側1a
の面が印刷時にプリント基板の印刷面に接し、他方の面
がスキージに接するよう使用される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これま
でのレーザー加工法によるスクリーン印刷用メタルマス
クにおいては、レーザー光の照射により形成される金属
板1の細孔3の壁面の面粗度(平均粗さ:高さ)が大き
い。また、レーザー光の照射に形成された細孔3の壁面
にレーザー加工時に生じる微細な溶融物が付着する。こ
の結果、印刷時におけるクリーム半田等の印刷ペースト
の細孔3の通過性が悪く、これが印刷品質、印刷精度を
低下させる原因となっていた。本発明は、このような従
来のレーザー加工法によるスクリーン印刷用メタルマス
クの製造方法の課題に鑑み、面粗度が小さく、また微細
溶融物の付着のない壁面を持った細孔が形成でき、これ
により高い印刷品質と印刷精度が実現できるスクリーン
印刷用メタルマスクを製造することが可能な印刷方法を
提供する。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では、このような
目的を達成するため、金属板1にレーザー光7を照射し
て形成した微細な細孔3に粒状研磨材を吹き付け、研磨
することとし、そのときに金属板1の板面に対する粒状
研磨材の吹き付け方向を同金属板1の板面に対して斜め
にした。これにより、ドロスの除去だけでなく、細孔3
の壁面の面粗度を小さくすると共に、細孔3の壁面に付
着した微細な溶融物を除去するようにした。
【0007】すなわち、本発明によるスクリーン印刷用
メタルマスクの製造方法では、金属板1にレーザー光7
を照射して金属板1に微細な細孔3からなるからパター
ンを形成した後、金属板1の板面に対して斜めから同金
属板1を粒状研磨材を吹き付けてサンドブラスト研磨す
る。ここで、粒状研磨材は金属板1の表面側、つまり金
属板1の印刷ペーストが付与される側から吹き付けられ
るのがよい。また、金属板1に粒状研磨材を吹き付ける
ときは、金属板1が傾斜して保持された状態で行うとよ
い。この場合に使用される粒状研磨材は、#100〜#
1500のアルミナ系もしくはカーボン系研磨材が一般
的である。
【0008】このような本発明によるスクリーン印刷用
メタルマスクの製造方法では、金属板1の板面に対して
斜めから粒状研磨材を吹き付けて研磨するので、金属板
1にレーザー光7を照射して形成した微細な細孔3の周
壁に粒状研磨材が直接衝突し、細孔3の壁面が研磨され
る。このため、その細孔3の開口部周辺に付着したドロ
スが除去されるだけでなく、細孔3の壁面が研磨され、
その面粗度が小さくなると共に、細孔3の壁面に付着し
た微細な溶融物も同時に除去される。このため、細孔3
の壁面が平滑化し、印刷ペーストの通過性が良くなり、
印刷品質、印刷精度の向上が図れる。
【0009】このスクリーン印刷用メタルマスクの製造
方法において、粒状研磨材の吹付速度は400〜100
0m/secとするのが好ましい。これは、粒状研磨材
の吹付速度が400より低いと、十分な研磨効果が得ら
れないからであり、また、粒状研磨材の吹付速度が10
00m/secより高いと、メタルマスクの変形や開口
部のエッジの欠落等が生じ、所望のパターンの印刷が困
難となるからである。
【0010】
【発明の実施の形態】次に、図面を参照しながら、本発
明の実施の形態について具体的且つ詳細に説明する。図
4にスクリーン印刷用メタルマスクの外観を示す。この
メタルマスクは、メッシュ状のスクリーン紗5に張力を
与えながら、これを正方形の額縁状のスクリーン枠4に
沙張りし、さらに周縁部にエポキシ樹脂系接着剤を塗布
した薄い正方形のステンレス板(SUS304板)等の
金属板1を前記スクリーン沙4の中央部に重ねて接着
し、接着剤を硬化させた後、前記金属板1の周辺部を除
く部分に重なっているスクリーン沙5を切除したもので
ある。
【0011】このスクリーン印刷用メタルマスクを図1
(a)で示すように保持治具8に保持し、これをレーザ
ー加工機にセットする。すなわち、スクリーン枠4を保
持治具8で両側から挟持し、この保持治具8を図示して
ない自動XYテーブル上に載せ、スクリーン沙5に貼ら
れた金属板1を水平に保持する。この自動XYテーブル
の上にはYAGレーザー等を用いたレーザーヘッド6が
配置されており、NC制御により前記自動XYテーブル
上の金属板1をX方向及びY方向移動しながら、レーザ
ーヘッド6からレーザー光7を金属板1に照射し、金属
板1の所定の位置に多数の細孔3を穿孔し、所要のパタ
ーンを形成する。このレーザー加工機のレーザー発振器
としては、例えばパルス発振形式のもの等が使用され
る。
【0012】次に、このようにして細孔3によるパター
ンが形成された金属板1のレーザー光出射側1bの面
を、#1500程度の研磨材にて平面研磨し、細孔3の
開口部周囲にあるドロス2を除去する。次に、このよう
にして研磨したスクリーン印刷用メタルマスクを、図1
(b)で示すように保持治具11に保持し、これをサン
ドブラスト研磨機にセットする。すなわち、スクリーン
枠4を保持治具11で両側から挟持し、この保持治具1
1を図示してないサンドブラスト研磨機のテーブル上に
載せ、前記レーザー加工時とは上下面を反対にして、す
なわちレーザー光出射側1bを上にしてスクリーン沙5
に貼られた金属板1を傾斜させて保持する。この時の金
属板1の傾斜角度θ1 は10°以上、望ましくは30°
以上とする。例えば、図1(b)の例では45°の傾斜
角度で保持されている。
【0013】このように保持され金属板1の上にはブラ
ストノズル9が配置され、ここから水などの流体である
媒体と共に、粒状研磨材10が400m/sec〜10
00m/sec、さらに好ましくは600m/sec〜
900m/secの速度で金属板1に吹き付けられる。
このブラストノズル9は、金属板1の板面に対する角度
θ2 を30°以上、望ましくは45°以上の斜め方向に
向けて設置するのがよい。例えば、図1(b)の例では
θ2 =60°の角度で設置されている。
【0014】粒状研磨材としては、#100〜#150
0、より好ましくは#400〜#800のアルミナ系も
しくはカーボン系研磨材が使用される。例えば、金属板
1がステンレスからなる場合、#100以下の粒状研磨
材では、研磨力が強すぎるため、細孔3の形状変化が起
こりやすく、また、#1500以上の粒状研磨材では、
研磨力が弱すぎるため、細孔3の壁面の面粗度の低減、
微細溶融物の除去等がされにくい。
【0015】このようにして、金属板1の板面に対して
傾斜した角度で粒状研磨材を金属板1の表面に吹き付
け、サンドブラスト研磨したときの細孔3の部分の模式
図を図2に示す。θ1 は金属板1の傾斜角であり、θ2
は金属板1に対するブラストノズル9の傾斜角である。
このようにして、細孔3を有する金属板1をサンドブラ
スト研磨することにより、粒状研磨材10が金属板1の
細孔3の壁面に直接衝突する。その結果、図3に示すよ
うに、金属板1のパターンを構成する細孔3の壁面が平
滑化させ、その面粗度が小さくなる。また、細孔3の壁
面に付着した溶融物も除去される。
【0016】
【実施例】次に、本発明の具体例について、具体的数値
をあげながら説明する。 (実施例1)図4に示すように、メッシュ状のスクリー
ン紗5に一定の張力を与えながら、これを縦横各320
mmの正方形の額縁状のスクリーン枠4に沙張りした。
さらに金属板として縦横各240mm、厚さ150μm
の正方形のステンレス板(SUS304板)を用い、こ
の金属板1の周縁部にエポキシ樹脂系接着剤を塗布した
後、この金属板1を前記スクリーン沙4の中央部に重
ね、この状態で約6時間程放置して接着剤を乾燥、硬化
させ、接着した。その後、前記金属板1の外形から10
mm内側の部分に重なるスクリーン沙5を部分的に切り
除いた。
【0017】次に、このスクリーン印刷用メタルマスク
を図1(a)で示すように保持治具8に保持し、これを
レーザー加工機にセットした。そして、NC制御により
前記自動XYテーブル上の金属板1をX方向及びY方向
移動しながら、レーザーヘッド6から、出力10W、レ
ーザー光7のスポット径40μm、焦点距離30mm、
焦点位置と金属板1のレーザー入射側1aの板面のとの
距離±0mmでレーザー光7を金属板1に照射し、金属
板1の所定の位置に細孔3を穿孔し、所要のパターンを
形成した。このレーザー加工機のレーザー発振器として
パルス発振形式のものを使用した。
【0018】次に、このようにして細孔3によるパター
ンが形成された金属板1のレーザー光出射側1bの面を
#1500の研磨材にて平面研磨し、細孔3の開口部周
囲にあるドロス2を除去した。次に、このようにして研
磨したスクリーン印刷用メタルマスクを、図1(b)で
示すように保持治具11に保持し、これをサンドブラス
ト研磨機にセットした。金属板1はそのレーザー光出射
側1bを上向きとし、傾斜角度θ1 =45°で保持し
た。このように保持された金属板1の上に、同金属板1
の板面に対する傾斜角θ2 =60°でノズル口径4.4
mmのブラストノズル9を配置し、このブラストノズル
9から水に分散した#600のアルミナ系研磨材を80
0m/secの速度で金属板1に吹き付け、サンドブラ
スト研磨をした。なお、ブラストノズル9は、金属板1
の板面と平行に1sec/cm2 の速度で移動すると共
に、金属板1の板面に対する傾斜角θ2 =60°を維持
しながら金属板1への粒状研磨の噴射方向を変え、同金
属板1の上下左右方向から粒状研磨材を吹き付けた。
【0018】このようにして得られたスクリーン印刷用
メタルマスクの金属板1のパターンを構成している細孔
3の壁面の面粗度を三次元形状解析装置により測定、分
析した結果、面粗度は、前記レーザー加工直後でサンド
ブラスト研磨前にRzにて3.5μmだったのが、Rz
にて1.0μmとなったことが確認された。また、前記
レーザー加工直後でサンドブラスト研磨前に細孔3の壁
面に付着した溶融物も同時に除去されていることが確認
された。さらに、このスクリーン印刷用メタルマスクに
ついて、印刷機により印刷性を確認したところ、金属板
1の厚みと同じ直径の150μmの細孔3にて良好な印
刷ペーストの通過性が確認された。
【0019】(実施例2)前記実施例1において、粒状
研磨材10として、#600のカーボン系サンドブラス
トを使用し、同様にしてスクリーン印刷用メタルマスク
を製作したところ、同様の結果が得られた。
【0020】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、レ
ーザー加工法により製造されるスクリーン印刷用メタル
マスクにおいて、面粗度が小さく、また微細溶融物の付
着のない壁面を持った細孔3が形成できる。これによ
り、印刷ペーストの印刷性が良好となり、印刷品質、印
刷精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるスクリーン印刷用メタル
マスクの製造方法におけるレーザー加工工程とサンドブ
ラスト研磨工程とを示す要部縦断側面図である。
【図2】同実施例によるスクリーン印刷用メタルマスク
の製造方法におけるサンドブラスト研磨工程を示す金属
板の細孔付近の要部拡大縦断側面図である。
【図3】本発明実施例により製造されたスクリーン印刷
用メタルマスクの細孔断図を示す要部拡大断面図であ
る。
【図4】同実施例に使用されたスクリーン印刷用メタル
マスクの平面図とそのA−A線断面図である。
【図5】レーザー加工法により得られたスクリーン印刷
用メタルマスクのレーザー加工直後の金属板の細孔断面
形状と、そのレーザー光出射側を平面研磨し、ドロスを
除去した状態の細孔断面形状を示す要部拡大断面図であ
る。
【符号の説明】
1 金属板 1a 金属板のレーザー光入射側 1b 金属板のレーザー光出射側 2 ドロス 3 金属板の細孔 4 スクリーン枠 5 スクリーン紗 6 レーザーヘッド 7 レーザー光 8 保持治具 9 ブラストノズル 10 粒状研磨材

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金属板(1)にレーザー光(7)を照射
    して金属板(1)に微細な細孔(3)からなるからパタ
    ーンを形成してなるスクリーン印刷用メタルマスクを製
    造する方法において、金属板(1)にレーザー光(7)
    を照射して金属板(1)に微細な細孔(3)からなるか
    らパターンを形成した後、金属板(1)の板面に対して
    斜めから同金属板(1)に粒状研磨材を吹き付けてサン
    ドブラスト研磨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。
  2. 【請求項2】 粒状研磨材が金属板(1)のレーザー光
    (7)が照射されたのと反対側の面から吹き付けられる
    ことを特徴とする請求項1に記載のスクリーン印刷用メ
    タルマスクの製造方法。
  3. 【請求項3】 金属板(1)が傾斜して保持された状態
    でそれに粒状研磨材が吹き付けられることを特徴とする
    請求項1または2に記載のスクリーン印刷用メタルマス
    クの製造方法。
  4. 【請求項4】 金属板(1)に吹き付けられる粒状研磨
    材が#100〜#1500のアルミナ系もしくはカーボ
    ン系研磨材であることを特徴とする請求項1〜3の何れ
    かに記載のスクリーン印刷用メタルマスクの製造方法。
  5. 【請求項5】 粒状研磨材の吹付速度が400〜100
    0m/secであることを特徴とする請求項1〜4の何
    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。
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