JP5365571B2 - スクリーン印刷版およびその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、スクリーン印刷に使用されるスクリーン印刷版およびその製造方法に関する。

従来より、太陽電池などの電子部品の電極パターンやその電極パターン以外の部分の保護膜パターンの印刷方法として、スクリーン印刷法が用いられている。そして、スクリーン印刷法には、ステンレスなどのメッシュ（網）に感光性乳剤を塗布し，露光，現像して作られるスクリーン印刷版が使用される。このスクリーン印刷版においては、被印刷物に対応した印刷パターンの他に、被印刷物とスクリーン印刷版との位置を合わせるためのアライメントマークも形成される場合がある。そして、このアライメントマークは、広面積の印刷パターンエリアを確保するためや、高精度な位置合わせ精度を確保するために、できる限りスクリーン印刷版の額縁状版枠の近傍に配置することが要求される。

このため、額縁状版枠の内寸と比較して、アライメントマーク形成可能エリアを広面積に確保できる製版方法、すなわち、額縁状版枠に直接にステンレス製メッシュを貼り付ける（直張り）製版方法が、通常、採用されている。しかし、この直張り製版方法は、印刷時のにじみ抑制の観点からバイアス張り（額縁状版枠の方向に対して、ステンレス製メッシュの繊維方向を一定のバイアス角度分だけ斜めにして張り付ける張り方）したとき、ステンレス製メッシュの使用効率が低く、ステンレス製メッシュの廃棄ロス率が高くなってしまうという問題がある。この理由から、直張り製版方法は、通常、線径が比較的太く安価なステンレス製メッシュを使用する場合に限定されている。

一方、高価で線径の細い高オープニングのステンレス製メッシュを使用する場合には、製造コストを低減するために、開口部を設けた安価なポリエステル製メッシュ（外紗）と、外紗の開口部に配設されたステンレス製メッシュ（内紗）とを接着剤で接合してコンビネーション構造のスクリーン体を形成する製版方法も、通常、採用されている。しかし、このコンビネーション構造のスクリーン体において、従来、アライメントマーク形成エリアは内紗部分に限定されていたため、額縁状版枠の内寸と比較して、アライメントマーク形成可能エリアを広面積に確保することができなかった。このため、スクリーン印刷版の額縁状版枠の近傍にアライメントマークを配置することができないという問題があった。

この問題を解消する方法として、コンビネーション構造のスクリーン体の外紗の上面や下面に、金属板を加工したアライメントマークや、シートのスクリーンを加工したアライメントマークを貼り付ける方法が考えられる（特許文献１の段落番号０２９４〜０２９６および第６図参照）。この方法を用いたスクリーン印刷版は、アライメントマークを額縁状版枠の近傍に配置することができ、高精度な位置合わせ精度などを確保することができる。

特開２００４−１３０８２０号公報

しかしながら、特許文献１のスクリーン印刷版は、コンビネーション構造のスクリーン体の外紗の上面や下面に、金属板を加工したアライメントマークや、シートのスクリーンを加工したアライメントマークを貼り付けるものであるため、内紗に形成される印刷パターンと外紗に形成されるアライメントマークとの間に相対的な位置ずれが生じ易いという問題があった。また、別途このようなアライメントマークを加工する必要があり、さらに、外紗の上面や下面の正確な位置にアライメントマークを貼りつける技術や装置および工程が必要であり、製版工程が長くなり、スクリーン印刷版の製造コストがアップする要因となっていた。

それゆえに、この発明の主たる目的は、内紗に形成される印刷パターンと外紗に形成されるアライメントマークとの間に相対的な位置ずれが生じにくく、かつ、製造コストの安価なスクリーン印刷版およびその製造方法を提供することである。

この発明は、
開口部を設けた、樹脂製メッシュからなる外紗と、
外紗の開口部に配設された、金属製メッシュからなる内紗と、
内紗に設けられ、印刷パターンが形成された、感光性樹脂からなる印刷パターン用乳剤層と、
外紗に設けられ、アライメントマークが形成された、感光性樹脂からなるアライメントマーク用乳剤層と、を備え、
印刷パターンおよびアライメントマークが、印刷パターン用乳剤層およびアライメントマーク用乳剤層を、フォトマスクを介して一括露光、現像して形成されていること、
を特徴とする、スクリーン印刷版である。ここに、アライメントマークとは、スクリーン印刷版に形成されている印刷パターン位置と、被印刷物の印刷位置とを位置合わせするためのマークをいう。

この発明では、アライメントマークが外紗部分に形成されているため、アライメントマークを額縁状版枠の近傍に配置することができ、高精度な位置合わせが可能となる。そして、内紗に設けられた印刷パターン用乳剤層と外紗に設けられたアライメントマーク用乳剤層とが、印刷パターン部およびアライメントマークパターン部が作画されたフォトマスクを介して一括露光、現像されるため、内紗に形成される印刷パターンと外紗に形成されるアライメントマークとの間に相対的な位置ずれが生じにくい。さらに、樹脂製メッシュからなる外紗に、アライメントマーク用乳剤層を露光、現像してアライメントマークが形成されているため、外紗として金属メッシュを用いた場合と比較して、金属製メッシュに特有の反射や光非透過性に起因する露光精度の悪化が生じない。

また、この発明は、
開口部を設けた樹脂製メッシュからなる外紗と外紗の開口部に配設された金属製メッシュからなる内紗とを有するコンビネーション構造のスクリーン体を形成する工程と、
スクリーン体の内紗に、感光性樹脂からなる印刷パターン用乳剤層乳剤層を形成するとともに、スクリーン体の外紗に、感光性樹脂からなるアライメントマーク用乳剤層を形成する工程と、
フォトマスクを介して印刷パターン用乳剤層およびアライメントマーク用乳剤層を同時に露光、現像し、内紗に印刷パターンを形成すると共に外紗にアライメントマークを形成する工程と、
を備えたことを特徴とする、スクリーン印刷版の製造方法である。

この発明では、内紗に形成される印刷パターンと外紗に形成されるアライメントマークとの間に相対的な位置ずれが生じにくく、かつ、製造コストの安価なスクリーン印刷版が生産性良く得られる。

この発明によれば、内紗に設けられた印刷パターン用乳剤層と外紗に設けられたアライメントマーク用乳剤層とが、印刷パターン部およびアライメントマークパターン部が作画されたフォトマスクを介して一括露光、現像されるので、印刷パターンとアライメントマークを、両者の間に相対的な位置ずれを生じさせないで形成することができる。さらに、樹脂製メッシュからなる外紗にアライメントマーク用乳剤層を形成して露光することにより、金属製メッシュに特有の反射や光非透過性に起因する露光精度の悪化を生じさせないで、所望のアライメントマークを形成することができるので、印刷精度の向上を図ることができる。また、スクリーン体の外紗に樹脂製メッシュを使用し、かつ、内紗に金属製メッシュを使用することにより、高価な金属製メッシュの使用量を抑えることができ、スクリーン印刷版の製造コストを低減できる。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の発明を実施するための形態の説明から一層明らかとなろう。

（Ａ）は本発明に係るスクリーン印刷版の一実施形態を示す平面図、（Ｂ）は裏面図、（Ｃ）は概略構成図である。 図１に示したスクリーン印刷版の製造方法の一実施形態を説明するための図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は概略構成図である。 図２に続くスクリーン印刷版の製造方法を説明するための図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は概略構成図である。 図３に続くスクリーン印刷版の製造方法を説明するための図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は概略構成図である。 図４に続くスクリーン印刷版の製造方法を説明するための一部拡大概略構成図である。 フォトマスクを示す平面図である。 図５に続くスクリーン印刷版の製造方法を説明するための平面図である。

本発明に係るスクリーン印刷版の一実施形態について説明する。図１（Ａ）はスクリーン印刷版２を示す平面図、図１（Ｂ）は裏面図、図１（Ｃ）は概略構成図である。スクリーン印刷版２は、概略、外紗４および内紗６を有するコンビネーション構造のスクリーン体８と、額縁状版枠１０とを備えている。

全体形状が矩形の額縁状版枠１０はアルミニウムやステンレスなどからなり、重量軽減や機械的歪み低減のために、横断面が矩形の筒形とされるとともに、所定の間隔で長穴１０ａなどが形成されている。

外紗４は、矩形状の樹脂製メッシュからなり、額縁状版枠１０にノーマル張り（額縁状版枠１０の方向に対して、樹脂製メッシュの繊維方向を平行にして張り付ける張り方）で接着剤によって直接に貼り付けられている。ノーマル張りができるのは、外紗４の部分には印刷パターン２０が形成されていないため、印刷時のにじみ抑制を考慮する必要がないからである。従って、樹脂製メッシュの使用効率が高くなり、樹脂製メッシュの廃棄ロス率を低くできる。外紗４の中央部には、スキージを行うための矩形状の開口部４ｃが形成されている。外紗４は伸縮性や弾性の高いメッシュが好ましく、例えばポリエステルやナイロンなどの樹脂製メッシュが用いられる。

外紗４のプリント面４２（スクリーン印刷版２の裏側の面）には、感光性樹脂からなる所望の厚さのアライメントマーク用乳剤層１４が形成されている。このアライメントマーク用乳剤層１４には、円形のアライメントマーク２２が額縁状版枠１０の内側に上下左右の四方に配置された状態で形成されている。アライメントマーク２２の近傍のアライメントマーク用乳剤層１４の矩形部分２４は着色されている。これにより、アライメントマーク２２のコントラストを鮮明にして、ＣＣＤカメラによるアライメントマーク２２の視認性を確実なものとすることができる。さらに、アライメントマーク用乳剤層１４上には、外紗４のテンションの補強・維持のために金属製テープからなるテンションサポータ３０が貼り付けられている。テンションサポータ３０は、アライメントマーク２２および着色矩形部分２４を回避して開口部４ｃの周囲に環状に広面積に配設されている。

内紗６は、矩形状の金属製メッシュからなり、外紗４のプリント面４２に外紗４の開口部４ｃを塞ぐように配設され、開口部４ｃの外周囲に塗布された接着剤１２で外紗４に接合されている。このとき、内紗６の外周端部が接着剤１２の縁部より若干後退するような状態で接合されることが好ましい。内紗６は、外紗４にバイアス張り（額縁状版枠１０の方向に対して、金属製メッシュの繊維方向を一定のバイアス角度分だけ斜めにして張り付ける張り方）で接合している。内紗６の部分には印刷パターン２０が形成されているため、印刷時のにじみ抑制を考慮する必要があるからである。内紗６は剛性を有したメッシュが好ましく、例えばステンレスなどのメッシュが用いられる。内紗６は、その四つの角部がテンションサポータ３０の内周の四つの角部に近接するように配設されている。

内紗６のプリント面６２（スクリーン印刷版２の裏側の面）には、感光性樹脂からなる所望の厚さの印刷パターン用乳剤層１６が形成されている。この印刷パターン用乳剤層１６には、印刷パターン（例えば太陽電池の櫛形の電極パターン）２０がスクリーン印刷版２の中央部分に配置された状態で形成されている。なお、印刷パターン２０は、簡略化のため一点鎖線でその占有範囲を示しているだけであり、具体的なパターン図形は表示していない。

印刷パターン２０およびアライメントマーク２２は、内紗６に形成した印刷パターン用乳剤層１６および外紗４に形成したアライメントマーク用乳剤層１４を、同一フォトマスクを用いて一括露光、現像して形成されている。従って、金属板を加工したアライメントマークをコンビネーション構造のスクリーン体の外紗に貼り付ける従来のスクリーン印刷版とは異なり、より簡単にアライメントマークを外紗に形成することができ、金属板の高精度加工や金属板を外紗の正確な位置に貼り付ける特別な技術、装置および工程を必要としない。

以上の構成からなるスクリーン印刷版２は、アライメントマーク２２が外紗４に形成されているため、アライメントマーク２２を額縁状版枠１０の近傍に配置することができ、高精度な位置合わせが可能となる。そして、内紗６に形成された印刷パターン用乳剤層１６と外紗４に形成されたアライメントマーク用乳剤層１４とが、同一フォトマスクを用いて一括露光、現像されているので、内紗６に形成される印刷パターン２０と外紗４に形成されるアライメントマーク２２を、両者の間に相対的な位置ずれを生じさせないで形成することができる。

さらに、樹脂製メッシュからなる外紗４にアライメントマーク用乳剤層１４を形成して露光することにより、金属製メッシュに特有の反射や光非透過性に起因する露光精度の悪化を生じさせないで、所望のアライメントマーク２２を形成することができ、印刷精度の向上を図ることができる。また、外紗４に樹脂製メッシュを使用し、かつ、内紗６に金属製メッシュを使用することにより、高価な線径の細い高オープニングの金属製メッシュの使用量を抑えることができ、スクリーン印刷版２の製造コストを低減できる。

このスクリーン印刷版２とコンピュータと連動したＣＣＤカメラを備えた装置とを用いて、印刷パターン２０（例えば太陽電池の櫛形の電極）をセル基板Ｒの所定の位置に印刷する場合は、アライメントマーク２２が、スクリーン印刷版２の上方、下方または上下両方に設置されるＣＣＤカメラによって認識され、スクリーン印刷版２の位置が正確に調整される。次に、電極材ペーストＰが内紗６のスキージ面６１（スクリーン印刷版２の表側の面）に供給された後、スキージＳのエッジにて内紗６のスキージ面６１を押圧して、内紗６のプリント面６２をセル基板Ｒに当接させさせながら掃引きする。これにより、電極材ペーストＰが内紗６に形成された印刷パターン２０の網目を通過して、電極材ペーストＰからなる印刷パターン２０がセル基板Ｒの所定の位置に電極として印刷される。

次に、スクリーン印刷版２の製造方法の一実施形態について説明する。

図２に示すように、矩形状の樹脂製メッシュからなる外紗４を適度な張力（テンション）をかけた状態で額縁状版枠１０に張設する。すなわち、紗張り機を用いて、額縁状版枠１０に外紗４を直接に接着する。本実施形態では、額縁状版枠１０は、全体の外寸が３６０ｍｍ、内寸が３００ｍｍの矩形をしている。接着には瞬間接着剤などを使用する。外紗４として、ポリエステル製メッシュ（＃２３０−４５μｍ線径）を使用した。

次に、図３に示すように、張設された外紗４のプリント面４２に、外紗４の外寸より小さい外寸を有する矩形状の金属製メッシュからなる内紗６が接合される。すなわち、内紗６は、外紗４の中央部分に対応した位置に接着剤１２で接着される。本実施形態では、接着剤１２は耐溶剤性、耐水性、耐摩耗性を備えたものが好ましく、例えばエポキシ系、合成ゴム系などの接着剤が用いられる。内紗６として、線径が細く高オープニングの高価なステンレス製メッシュ（＃３６０−１６μｍ線径）を使用した。内紗６の形状は１辺が２００ｍｍの正方形であり、接着剤１２の幅Ｗは約１５ｍｍである。このとき、外紗４と内紗６の外周端部との間に急な段差が生じるのを回避するために、内紗６の外周端部が接着剤１２の縁部より若干後退（本実施形態では、後退寸法Ｄは約５ｍｍである）した状態で接合することで階段状の段差とされる（図５参照）。このようにして、張設された外紗４に対して内紗６が適度な張力が付与された状態で接合される。なお、内紗６は、外紗４にバイアス張り（額縁状版枠１０の方向に対して、金属製メッシュの繊維方向を一定のバイアス角度分だけ斜めにして張り付ける張り方）で接合している。

次に、図４に示すように、外紗４のうち、内紗６と重複する部分（ただし、内紗６と外紗４との接着部分は含まない）４ｂをカッターなどで切り取って除去する。この結果、一辺が１８０ｍｍの矩形状開口部４ｃを内側に設けた外紗４と、外紗４の開口部４ｃに配設された内紗６とを有するコンビネーション構造のスクリーン体８が形成される。

次に、図５に示すように、スクリーン体８の内紗６に、感光性樹脂からなる印刷パターン用乳剤層１６を形成する。すなわち、バケットに感光性乳剤を入れ、感光性乳剤を内紗６に塗布する。塗布方法に限定はない。本実施形態では、感光性乳剤を内紗６のスキージ面６１に２回塗布、プリント面６２に３回塗布し、４０℃のオーブンで乾燥して成膜する。その後、プリント面６２に３回塗布し、４０℃のオーブンで乾燥して成膜する作業を複数回繰り返して、印刷パターン用乳剤層乳剤層１６の厚みを調整し、印刷に必要な所望の厚さの印刷パターン用乳剤層１６を内紗６のプリント面６２に形成する。例えば、３５μｍ厚の内紗６に３０μｍ厚の印刷パターン用乳剤層乳剤層１６を形成することにより、全体の厚みは６５μｍとなる。本実施形態では、感光性乳剤として、部分けん化ポリビニルアルコール水溶液と、酢酸ビニルまたはポリビニルアルコールを保護コロイドとしたアクリル酸エステル共重合エマルジョンと、光重合開始剤を溶解したアクリロイル基を有する反応性モノマーと、ジアゾ樹脂と、を含有するものを使用した。

次に、スクリーン体８の外紗４に、感光性樹脂からなるアライメントマーク用乳剤層１４を形成する。すなわち、バケットに印刷パターン用乳剤層１６と同様の感光性乳剤を入れ、感光性乳剤を外紗４に塗布する。塗布方法に限定はない。本実施形態では、感光性乳剤を外紗４のスキージ面４１に２回塗布、プリント面４２に３回塗布し、４０℃のオーブンで乾燥して成膜する。その後、プリント面４２に３回塗布し、４０℃のオーブンで乾燥して成膜する作業を複数回繰り返して、アライメントマーク用乳剤層１４の厚みを調整し、所望の厚さのアライメントマーク用乳剤層１４を外紗４に形成する。アライメントマーク用乳剤層１４は、印刷に使用しないため、５μｍ程度の厚みとされる。従って、全体の厚みは、外紗４の厚みにアライメントマーク用乳剤層１４の５μｍを合算した厚みとなる。

次に、スクリーン体８のプリント面（印刷パターン用乳剤層１６およびアライメントマーク用乳剤層１４が形成されている面）に、例えば太陽電池の電極パターン用フォトマスクＦを真空密着させる。このフォトマスクＦには、図６に示すように、中央部に配置されている太陽電池の櫛形の電極パターンに対応する印刷パターン部５１と共に、４個のアライメントマークパターン部５２も作画されている。外紗４と内紗６の外周端部との段差が階段状になっているため、外紗４と内紗６の接合部分でのフォトマスクＦの変形も小さい。図５においては、スクリーン体８の各構成部材４、６、１２、１４、１６の厚みを強調して記載しているため、外紗４と内紗６の接合部分の段差においてフォトマスクＦが極端に屈曲しているように記載されているが、実際はこのようなフォトマスクＦの屈曲は認められない。この後、例えば東海商事製ＳＥＲＩＡ（３ｋＷメタルハライドランプ）の露光機でフォトマスクＦを介して紫外線を照射し、印刷パターン用乳剤層１６およびアライメントマーク用乳剤層１４を同時に硬化させる。

次に、現像機（東海商事製ＳＥＲＩＡ）で水現像し、印刷パターン用乳剤層１６およびアライメントマーク用乳剤層１４のそれぞれの未露光部分を除去する。水現像を行う際には、スクリーン印刷版２を２５℃の水に３分間浸漬して未露光部分の大部分を溶出させ、さらに２５℃の水を６ｋｇ／ｃｍ²の水圧のスプレーガンにより噴射して残存する未露光部分を完全に除去する。その後、４０℃のオーブンで乾燥させる。こうして、図７に示すように、内紗６の印刷パターン用乳剤層１６に一辺が１２５ｍｍの略正方形の印刷パターン（太陽電池の櫛形の電極パターン）２０を形成すると共に、外紗４のアライメントマーク用乳剤層１４に直径１ｍｍの円形のアライメントマーク２２を４個形成したコンビネーション構造のスクリーン印刷版２が得られる。アライメントマーク２２は、額縁状版枠１０の内寸３００ｍｍに対して、２４０ｍｍの間隔で上下左右の四方に配置されている。

さらに、ＣＣＤカメラによるアライメントマーク２２の視認性を確実なものとするため、アライメントマーク２２が形成されている近傍のアライメントマーク用乳剤層１４の矩形部分２４を着色液で着色して、アライメントマーク２２のコントラストを鮮明にする。その後、図１（Ｂ）に示すように銀テープなどからなるテンションサポータ３０を、スクリーン印刷版２のプリント面のアライメントマーク用乳剤層１４の外周部分に貼り付ける。こうして、スクリーン印刷版２が量産性良く製造できる。

なお、この発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変形される。アライメントマーク２２の形状は、円形の他、正方形や多角形など異なる形状であってもよい。また、アライメントマーク２２は通常４個使用するが、スクリーン印刷版２の対角線上に２個配置してもよい。

２ スクリーン印刷版
４ 外紗
４ｃ 開口部
６ 内紗
８ スクリーン体
１４ アライメントマーク用乳剤層
１６ 印刷パターン用乳剤層
２０ 印刷パターン
２２ アライメントマーク
Ｆ フォトマスク

Claims (2)

1. 開口部を設けた、樹脂製メッシュからなる外紗と、
   前記外紗の開口部に配設された、金属製メッシュからなる内紗と、
   前記内紗に設けられ、印刷パターンが形成された、感光性樹脂からなる印刷パターン用乳剤層と、
   前記外紗に設けられ、アライメントマークが形成された、感光性樹脂からなるアライメントマーク用乳剤層と、を備え、
   前記印刷パターンおよび前記アライメントマークが、前記印刷パターン用乳剤層および前記アライメントマーク用乳剤層を、フォトマスクを介して一括露光、現像して形成されていること、
   を特徴とする、スクリーン印刷版。
2. 開口部を設けた樹脂製メッシュからなる外紗と前記外紗の開口部に配設された金属製メッシュからなる内紗とを有するコンビネーション構造のスクリーン体を形成する工程と、
   前記スクリーン体の内紗に、感光性樹脂からなる印刷パターン用乳剤層乳剤層を形成するとともに、前記スクリーン体の外紗に、感光性樹脂からなるアライメントマーク用乳剤層を形成する工程と、
   フォトマスクを介して前記印刷パターン用乳剤層および前記アライメントマーク用乳剤層を同時に露光、現像し、前記内紗に印刷パターンを形成すると共に前記外紗にアライメントマークを形成する工程と、
   を備えたことを特徴とする、スクリーン印刷版の製造方法。

Images