JPH09248976A - Metal mask for screen process printing and manufacture thereof - Google Patents
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- H05K3/00—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
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- H05K3/12—Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using thick film techniques, e.g. printing techniques to apply the conductive material or similar techniques for applying conductive paste or ink patterns
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Abstract
Description
【０００１】[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とその
製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a screen-printing metal used for screen-printing a printing paste such as cream solder on a circuit board when mounting a circuit component on an electronic device and soldering it. The present invention relates to a mask and a manufacturing method thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】スクリーン印刷用メタルマスクは、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
パターン画像を有するが、このようなスクリーン印刷用
メタルマスクは、エッチング法により製造されている。
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
ン画像を形成するという方法である。2. Description of the Related Art A screen printing metal mask has a pattern image of pores for printing a solder paste, a conductive ink or the like. Such a screen printing metal mask is manufactured by an etching method. .
This etching method is a method of forming an image with an etching photoresist on a metal plate such as stainless steel and then performing double-sided etching with an etching solution to form a pattern image with pores.
【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。In addition, with the recent spread of CAD / CAM technology and the spread of laser processing machines, the fine processing technology of metal utilizing these characteristics has been improved, and the examination of the production of a metal mask for screen printing by the laser processing method has been improved. And, it is being introduced. In the production of screen printing metal masks by this laser processing method, laser equipment and automatic XY
This is a method in which the pores are directly processed and formed from CAD data by performing NC control on the table. This is because by directly laser processing from the data obtained by CAD, the processing accuracy can be improved and the construction period can be shortened.
It is expected as an effective manufacturing method.
【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４（ａ）に示す。ここ
で、金属板１のレーザー光入射側の面１ａと反対側の
面、つまりレーザー光出射側の面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４（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
射側の面１ａ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。FIG. 4A shows an example of the cross-sectional shape of the pores 3 formed in the metal plate 1 in the screen printing metal mask manufactured by the laser processing method. Here, a protrusion is formed on the surface of the metal plate 1 opposite to the surface 1a on the laser light incident side, that is, around the opening of the pore 3 on the surface 1b on the laser light emitting side. This is a molten deposit called dross formed by welding metal scraps generated by laser processing around the openings of the pores 3. Since the dross 2 impairs the printability during printing, the surface 1b of the metal plate 1 is polished to remove the dross 2 as shown in FIG. 4 (b). In the metal mask for screen printing thus obtained, generally, the surface 1a of the metal plate 1 on the laser light incident side is in contact with the printing surface of the printed circuit board at the time of printing,
The other side is used to contact the squeegee.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】前記のエッチング法で
は、図５に示すように、両面から金属板１をエッチング
液でエッチングするとき、細孔３の中でエッチング液が
金属板１の壁面を平面方向にも浸食する。このため、特
に金属板の両面の開口部付近の平面方向への浸食が進行
する。これにより、細孔３は図５に示すような断面形状
となり、開口部と中間部との間が金属板１の平面方向に
窪み、開口部と中間部が突状に迫り出した形状となる。
このため、印刷時に印刷ペーストの通過性が悪い、とい
う課題があった。In the above-described etching method, as shown in FIG. 5, when the metal plate 1 is etched from both sides with the etching solution, the etching solution causes the wall surface of the metal plate 1 in the pores 3 to be etched. It also erodes in the plane direction. Therefore, in particular, erosion progresses in the plane direction near the openings on both sides of the metal plate. As a result, the pores 3 have a cross-sectional shape as shown in FIG. 5, in which the space between the opening and the intermediate portion is recessed in the plane direction of the metal plate 1, and the opening and the intermediate portion have a protruding shape. .
Therefore, there is a problem in that the passability of the printing paste during printing is poor.
【０００６】他方、前述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、レーザー加工時に
金属板に照射されるレーザー光のスポット径が５０μｍ
以上と大きい。この結果、図４（ｂ）に示すように、金
属板１に形成される細孔３にテーパーが形成され、その
断面の形状が略台形となり、レーザー光入射側１ａの開
口寸法（開口径）ｌ1 とレーザー光出射側１ｂの開口寸
法（開口径）ｌ2 との差が金属板１の厚みの１０％以上
と相当に大きい。また、細孔３の断面の面粗度（平均粗
さ：高さ）も大きい。さらに、極微細なパターン画像の
細孔３を形成した場合、レーザー光入射側１ａの開口寸
法ｌ1 がパターン画像の所定寸法に設定されることか
ら、レーザー光出射側１ｂの開口寸法ｌ2 が相当に小さ
くなる。これと面粗度が大きいことも加わって、結果と
して印刷時における半田ペースト等の印刷ペーストの通
過性がきわめて悪く、印刷品質、印刷精度に問題が生じ
る原因となっていた。加えて、金属板１に照射されるレ
ーザー光のスポット径が大きいことから、レーザー加工
時に細孔３の周辺部への熱影響が大きくなり、細孔３が
密集しているパターン画像を加工する場合、金属板１に
ゆがみ等が生じ、印刷精度が低下するといった課題もあ
った。On the other hand, in the above-described metal mask for screen printing by the laser processing method, the spot diameter of the laser beam applied to the metal plate during the laser processing is 50 μm.
Greater than above. As a result, as shown in FIG. 4B, the fine holes 3 formed in the metal plate 1 are tapered, and the cross-sectional shape thereof is substantially trapezoidal, and the opening size (opening diameter) of the laser light incident side 1a is formed. The difference between l 1 and the opening size (opening diameter) l 2 on the laser beam emitting side 1 b is 10% or more of the thickness of the metal plate 1, which is considerably large. Further, the surface roughness (average roughness: height) of the cross section of the pore 3 is also large. Further, when the pores 3 of the extremely fine pattern image are formed, the opening dimension l 1 on the laser beam incident side 1a is set to the predetermined dimension of the pattern image, and therefore the opening dimension l 2 on the laser beam emitting side 1b is set. It will be considerably smaller. In addition to this and the fact that the surface roughness is large, as a result, the passability of a printing paste such as a solder paste during printing is extremely poor, which causes a problem in printing quality and printing accuracy. In addition, since the spot diameter of the laser beam with which the metal plate 1 is irradiated is large, the thermal effect on the peripheral portion of the pores 3 becomes large during laser processing, and a pattern image in which the pores 3 are densely processed is processed. In this case, there is a problem that the metal plate 1 is distorted and the printing accuracy is reduced.
【０００７】また、レーザー加工法では、レーザー装置
と自動ＸＹテーブルをＮＣ制御することにより加工され
るが、スクリーン印刷用メタルマスクの大型化による加
工画像範囲の拡大や大型画像における高精度化が求めら
れている。これは、従来のスクリーン印刷用メタルマス
クを作成するレーザー加工法においては、加工時のレー
ザー光の焦点位置と金属板３との距離が加工開始時の初
期設定時に決められるため、自動ＸＹテーブルの平面度
のズレやスクリーン枠に貼られた金属板１の反り、うね
りがある場合、金属板１の加工位置により、焦点位置と
金属板１との距離が所定の設定値からずれて、結果とし
てパターン画像全体の中で、加工品質のバラツキを生じ
るといった課題があった。この課題は、大型画像におけ
る加工画像範囲の拡大を行ううえで大きな問題となる。
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とその製造方法の課題に鑑
み、レーザー加工法による細孔の断面形状の改善と大型
画像全体の加工品質を高精度で安定させることを目的と
したものである。In the laser processing method, processing is performed by NC control of a laser device and an automatic XY table, but it is necessary to expand the processing image range and increase the accuracy of large images by increasing the size of the metal mask for screen printing. Has been. This is because in the conventional laser processing method for producing a metal mask for screen printing, the distance between the focal position of the laser beam and the metal plate 3 at the time of processing is determined at the time of initial setting at the start of processing. When there is a deviation of flatness or a warp or undulation of the metal plate 1 attached to the screen frame, the distance between the focal position and the metal plate 1 deviates from a predetermined set value due to the processing position of the metal plate 1, and as a result, There is a problem that the processing quality varies in the entire pattern image. This problem becomes a big problem in expanding the processed image range in a large image.
In view of the problems of the metal mask for screen printing and the manufacturing method thereof by the conventional laser processing method, the present invention improves the cross-sectional shape of the pores by the laser processing method and stabilizes the processing quality of the entire large image with high accuracy. The purpose is to make it.
【０００８】[0008]
【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、スクリーン印刷用メタルマスクの
パターン画像を構成する金属板１の細孔３の断面形状に
着目し、そのレーザー光入射側１ａの開口寸法ｌ1 とレ
ーザー光出射側１ｂの開口寸法ｌ2 との差を金属板１の
厚みとの関係で所定の範囲に収めた。また、このような
細孔３の断面形状を得るため、金属板１に照射されるレ
ーザー光７の焦点スポット径を小さく絞り、しかもその
焦点位置と金属板１との距離を所定の設定距離内に制御
しながら穿孔するようにした。In order to achieve such an object, the present invention pays attention to the cross-sectional shape of the pores 3 of the metal plate 1 forming the pattern image of the screen printing metal mask, and uses the laser light thereof. the difference between the opening dimension l 2 of the opening dimensions l 1 and the laser beam exit side 1b of the incident side 1a matches the predetermined range in relation to the thickness of the metal plate 1. In order to obtain such a cross-sectional shape of the pores 3, the focal spot diameter of the laser beam 7 with which the metal plate 1 is irradiated is narrowed down, and the distance between the focal position and the metal plate 1 is within a predetermined set distance. It was controlled so as to make a hole.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】スクリーン印刷用メタルマスク
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からなるパターン画像を形成したものであっ
て、パターン画像を構成する金属板１の細孔３のレーザ
ー光入射側１ａの開口寸法ｌ1 とレーザー光出射側１ｂ
の開口寸法ｌ2 との差を金属板１の厚みの１０％以下と
する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A metal mask for screen printing is one in which a metal plate 1 is irradiated with a laser beam 7 to form a pattern image composed of fine pores 3 on the metal plate 1, and a pattern image is formed. The aperture size l 1 on the laser light incident side 1a of the fine hole 3 of the metal plate 1 and the laser light emitting side 1b
The difference from the opening size l 2 of 10 is 10% or less of the thickness of the metal plate 1.
【００１０】さらに、このようなスクリーン印刷用メタ
ルマスクを製造する方法は、金属板１に照射されるレー
ザー光７の焦点スポット径が４０μｍ以下であり、かつ
加工中のレーザー光７の焦点位置と金属板１のレーザー
光入射側１ａの板面との距離が所定の設定距離内に制御
されることを特徴とする。この場合、レーザー光７の焦
点位置と金属板１との距離は、−２００〜＋３００μｍ
の設定距離内に制御されるのが好ましく、さらに−５０
〜＋１５０μｍの設定距離内に制御されるのがより好ま
しい。Further, in the method for manufacturing such a metal mask for screen printing, the focal spot diameter of the laser beam 7 irradiated on the metal plate 1 is 40 μm or less, and the focal position of the laser beam 7 during processing is It is characterized in that the distance between the metal plate 1 and the plate surface on the laser light incident side 1a is controlled within a predetermined set distance. In this case, the distance between the focal position of the laser light 7 and the metal plate 1 is -200 to +300 μm.
Is preferably controlled within a set distance of
More preferably, it is controlled within a set distance of ˜ + 150 μm.
【００１１】前記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、レーザー加工時に、４０μｍ以
下という極微小スポット径のレーザー光７を金属板１に
照射すると共に、そのレーザー光７の焦点位置と金属板
１との距離を所定の設定値の範囲内に制御しながら照射
することで、本発明によるスクリーン印刷用メタルマス
クが得られる。すなわち、このスクリーン印刷用メタル
マスクでは、金属板１の細孔３のレーザー光入射側１ａ
の開口寸法ｌ1 とレーザー光出射側１ｂの開口寸法ｌ2
との差が小さく、金属板１の厚みの１０％以下であるた
め、細孔３のレーザー光入射側１ａの開口寸法ｌ1 を或
る程度小さくしても、レーザー光出射側１ｂの開口寸法
ｌ2 が極端に小さくならない。このため、金属板１の厚
さとほぼ同等の開口径を有する細孔３であっても、その
印刷ペーストの通過性が向上する。In the method for manufacturing a metal mask for screen printing according to the present invention, the laser beam 7 having an extremely small spot diameter of 40 μm or less is applied to the metal plate 1 at the time of laser processing, and the focus position of the laser beam 7 and the metal. The metal mask for screen printing according to the present invention can be obtained by irradiating while controlling the distance to the plate 1 within a range of a predetermined set value. That is, in this metal mask for screen printing, the laser light incident side 1a of the pore 3 of the metal plate 1 is
Opening size l 1 and the opening size l 2 on the laser beam emitting side 1b
Since it is 10% or less of the thickness of the metal plate 1, even if the opening dimension l 1 of the laser light incident side 1a of the pore 3 is reduced to some extent, the opening dimension of the laser light emitting side 1b is small. l 2 does not become extremely small. Therefore, even if the pores 3 have an opening diameter approximately equal to the thickness of the metal plate 1, the passability of the printing paste is improved.
【００１２】なお、金属板１の細孔３のレーザー光入射
側１ａの開口寸法ｌ1 とレーザー光出射側１ｂの開口寸
法ｌ2 との差が金属板１の厚みの１０％を越える場合
は、特に金属板１の厚さと同等の開口寸法を有する細孔
３では、印刷ペーストの通過性が悪くなるため、適当で
ない。そして、レーザー加工時におけるレーザー光７の
スポット径が４０μｍを越えると、レーザー光７の焦点
位置と金属板１との距離を小さくしても、レーザー光入
射側１ａの開口寸法ｌ1 とレーザー光出射側１ｂの開口
寸法ｌ2 との差が金属板１の厚みの１０％以下の細孔３
を加工しにくくなり、壁面の面粗度も粗くなる。また、
レーザー加工時におけるレーザー光７の焦点位置と金属
板１との距離が−２００〜＋３００μｍの設定距離範囲
を越えると、レーザー光７のスポット径を小さくして
も、同様に前記開口寸法ｌ1 、ｌ2 の差が金属板１の厚
みの１０％以下の細孔３を加工しにくくなり、壁面の面
粗度も大きくなる。さらにレーザー加工時におけるレー
ザー光７の焦点位置と金属板１との距離を−５０〜１５
０μｍの設定距離範囲内に制御すると、前記開口寸法ｌ
1 、ｌ2 の差を金属板１の厚さの１０％以下とすること
が、大画面像を形成した場合でもより容易になる。When the difference between the aperture size l 1 of the laser beam entrance side 1a of the pore 3 of the metal plate 1 and the aperture size l 2 of the laser beam exit side 1b exceeds 10% of the thickness of the metal plate 1. In particular, the pores 3 having an opening size equivalent to the thickness of the metal plate 1 are not suitable because the passability of the printing paste is deteriorated. When the spot diameter of the laser light 7 during laser processing exceeds 40 μm, even if the distance between the focal position of the laser light 7 and the metal plate 1 is reduced, the opening size l 1 on the laser light incident side 1a and the laser light The pores 3 whose difference from the opening dimension l 2 on the emission side 1b is 10% or less of the thickness of the metal plate 1
Is difficult to process, and the surface roughness of the wall surface is also rough. Also,
When the distance between the focal position of the laser light 7 and the metal plate 1 during laser processing exceeds the set distance range of −200 to +300 μm, even if the spot diameter of the laser light 7 is reduced, the aperture size l 1 , It becomes difficult to process the pores 3 having a difference of l 2 of 10% or less of the thickness of the metal plate 1, and the surface roughness of the wall surface also increases. Further, the distance between the focal position of the laser beam 7 and the metal plate 1 during laser processing is -50 to 15
When controlled within a set distance range of 0 μm, the opening dimension l
1, the difference l 2 is set to be lower than or equal to 10% of the thickness of the metal plate 1 becomes easier even when forming a large-screen image.
【００１３】さらに、レーザー加工中においてレーザー
光７の焦点位置と金属板１との距離を所定の設定距離範
囲内に制御しながら加工することで、大型画像を形成し
た場合でも、細孔３の断面形状のバラツキが無く、品質
の安定したスクリーン印刷用メタルマスクが得られる。
また、レーザー光７のスポット径が４０μｍ以下と小さ
いことにより、レーザー光の照射による金属板への熱の
影響も少なく、熱歪等が生じない。Further, by controlling the distance between the focal position of the laser beam 7 and the metal plate 1 within a predetermined set distance range during laser processing, even when a large image is formed, the pores 3 are formed. A metal mask for screen printing with stable quality can be obtained without variation in cross-sectional shape.
Further, since the spot diameter of the laser light 7 is as small as 40 μm or less, the influence of heat on the metal plate due to the irradiation of the laser light is small, and thermal distortion or the like does not occur.
【００１４】[0014]
【実施例】次に、図面を参照しながら、本発明の実施例
について具体的且つ詳細に説明する。図３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、
スクリーン枠４に紗張りしたものに、薄い正方形のステ
ンレス板（ＳＵＳ３０４板）等の金属板１をエポキシ系
接着剤等で接着し、接着剤を硬化させた後、前記金属板
１に重なる不要な部分ののスクリーン紗を切除したもの
である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention; FIG. 3 shows the appearance of the metal mask for screen printing. This metal mask gives tension to the mesh screen 5 while
A metal plate 1 such as a thin square stainless plate (SUS304 plate) is adhered to the screen frame 4 with an adhesive such as an epoxy-based adhesive, and the adhesive is cured. The screen gauze in the part is cut out.
【００１５】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、スクリーン紗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
ーン画像を形成する。This metal mask for screen printing is shown in FIG.
As shown in (a), it is held by a holding jig 8 and set in a laser processing machine. That is, the screen frame 4 is sandwiched by holding jigs 8 from both sides, the holding jigs 8 are placed on an automatic XY table (not shown), and the metal plate 1 attached to the screen mesh 5 is held horizontally. A laser head 6 using a YAG laser or the like is arranged on the automatic XY table. The laser head 6 moves a laser beam while moving the metal plate 1 on the automatic XY table in the X and Y directions by NC control. The metal plate 1 is irradiated with light 7 to form a large number of pores 3 at predetermined positions on the metal plate 1 to form a required pattern image.
【００１６】このレーザー加工機のレーザー発振器は、
例えばパルス発振形式のものであり、照射されるレーザ
ー光７と同軸上にあるレーザーヘッド６の側壁に、レー
ザー光７の焦点位置と金属板１のレーザー光入射側１ａ
の板面との距離を計測する可視光レーザー式変位センサ
ー１０が取り付けられている。この可視光レーザー式変
位センサー１０により計測されたレーザー光７の焦点位
置と金属板１のレーザー光入射側１ａの板面との距離の
値は、ＮＣ制御装置にフィードバックされ、このＮＣ制
御装置により、レーザー光７の焦点位置と金属板１のレ
ーザー光入射側１ａの板面との距離が−２００〜＋３０
０μｍ、より好ましくは−５０〜１５０μｍの設定距離
範囲内になるようレーザーヘッド６の位置、レーザー光
７の焦点距離等が制御される。このとき、接触式変位セ
ンサーを用いてもよい。次に、このようにして細孔３に
よるパターン画像が形成された金属板１のレーザー光出
射側の面を、＃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。これに
より、所定のパターン画像が細孔３により形成されたス
クリーン印刷用メタルマスクが完成する。The laser oscillator of this laser processing machine is
For example, it is of a pulse oscillation type, and the focal position of the laser light 7 and the laser light incident side 1a of the metal plate 1 are provided on the side wall of the laser head 6 coaxial with the laser light 7 to be irradiated.
A visible light laser type displacement sensor 10 for measuring the distance from the plate surface is attached. The value of the distance between the focal position of the laser light 7 measured by the visible light laser type displacement sensor 10 and the plate surface of the metal plate 1 on the laser light incident side 1a is fed back to the NC control device, and by this NC control device. , The distance between the focus position of the laser beam 7 and the plate surface of the metal plate 1 on the laser beam incident side 1a is -200 to +30.
The position of the laser head 6, the focal length of the laser light 7, etc. are controlled so that the distance is within a set distance range of 0 μm, more preferably −50 to 150 μm. At this time, a contact displacement sensor may be used. Next, the surface of the metal plate 1 on which the pattern image is formed by the pores 3 on the laser beam emitting side is planar-polished with an abrasive of about # 1500,
The dross 2 around the openings of the pores 3 is removed. As a result, the metal mask for screen printing in which the predetermined pattern image is formed by the pores 3 is completed.
【００１７】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を縦横１０００ｍｍの額縁状のスクリーン枠４に
紗張りし、次に金属板１として縦横９００ｍｍ、厚さ２
００μｍのステンレス板（ＳＵＳ３０４板）を、その縁
部をエポキシ系接着剤にてスクリーン紗５上に接着固定
した。このとき、金属板１がスクリーン枠４の中央に位
置するようにした。これを約６時間程度放置して接着剤
を硬化させた後、前記接着部の内側（金属板１の外形よ
り内側１０ｍｍの位置）で不要部分のスクリーン紗５を
切除した。Next, specific examples of the present invention will be described by giving specific numerical values. (Example 1) As shown in FIG. 4, a mesh-shaped screen gauze 5 is stretched on a frame-shaped screen frame 4 having a length and width of 1000 mm, and then a metal plate 1 having a length and width of 900 mm and a thickness of 2 is formed.
A 00 μm stainless plate (SUS304 plate) was bonded and fixed on the screen cloth 5 with an epoxy adhesive at its edge. At this time, the metal plate 1 was positioned at the center of the screen frame 4. After this was left for about 6 hours to cure the adhesive, the unnecessary portion of the screen gauze 5 was cut off inside the bonded portion (position 10 mm inside the outer shape of the metal plate 1).
【００１８】次に、このスクリーン印刷用メタルマスク
を、図１（ａ）に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、
レーザー光のスポット径２０μｍ、焦点距離３０ｍｍ、
焦点位置と金属板１のレーザー光入射側１ａの板面との
距離を＋５０μｍの設定距離で制御してレーザー光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、所要のパターン画像を形成した。Next, the screen printing metal mask was held by a holding jig 8 as shown in FIG. 1 (a), and this was set in a laser beam machine. Then, while moving the metal plate 1 on the automatic XY table by the NC control in the X and Y directions, the laser head 6 outputs 10 W,
Laser beam spot diameter 20μm, focal length 30mm,
The metal plate 1 is irradiated with the laser light 7 by controlling the distance between the focal position and the plate surface of the metal plate 1 on the laser light incident side 1a at a set distance of +50 μm, and the pores 3 are formed at predetermined positions of the metal plate 1. It was perforated to form the required pattern image.
【００１９】このレーザー加工機のレーザー発振器は、
パルス発振形式のものであり、レーザーヘッド６の側壁
に取り付けた前述のような可視光レーザー式変位センサ
ー１０により、レーザー光７の焦点位置と金属板１のレ
ーザー光入射側１ａの板面との距離が＋０〜＋１００μ
ｍの設定距離内になるようレーザーヘッド６の位置を制
御しながら加工した。The laser oscillator of this laser processing machine is
It is of the pulse oscillation type, and by the above-mentioned visible light laser displacement sensor 10 attached to the side wall of the laser head 6, the focal position of the laser light 7 and the plate surface of the laser light incident side 1a of the metal plate 1 are Distance is +0 to + 100μ
Processing was performed while controlling the position of the laser head 6 so that it was within the set distance of m.
【００２０】このようにしてレーザー加工されたスクリ
ーン印刷用メタルマスクの金属板１に形成された細孔３
の断面形状は図２に示した通りであり、レーザー光入射
側１ａの開口寸法（開口直径）ｌ1 と、レーザー光出射
側１ｂの開口寸法（開口直径）ｌ2 との差は１０μｍで
あり、金属板１の厚さ２００μｍの５％であった。ま
た、細孔３の壁面の面粗度（平均粗さ：高さ）も２μｍ
とすることができた。さらに、レーザー加工時の細孔３
の周辺部への熱影響による変色、金属板１のうねり等の
歪も確認されなかった。Pores 3 formed in the metal plate 1 of the screen printing metal mask laser-processed in this manner
The cross-sectional shape is as shown in FIG. 2, the aperture size of the laser beam incident side 1a (opening diameter) l 1, the difference between the opening dimension (aperture diameter) l 2 of the laser beam exit side 1b is an 10μm The thickness of the metal plate 1 was 5% of 200 μm. The surface roughness (average roughness: height) of the wall surface of the pores 3 is also 2 μm.
And could be. Furthermore, the pores 3 at the time of laser processing
Neither discoloration due to the effect of heat on the peripheral part of nor, nor distortion such as waviness of the metal plate 1 was confirmed.
【００２１】次に、このようにして細孔３によるパター
ン画像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。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
ン画像を構成している細孔３は、金属板１の厚さと同じ
直径２００μｍの細孔３においても、良質な半田ペース
トの通過性が確認できた。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、５００ｍｍ×５００ｍｍの範囲に形成された
パターン画像の細孔３のすべてについて、良好な半田ペ
ーストの通過性が確認された。Then, the surface of the metal plate 1 on which the pattern image is formed by the pores 3 on the laser beam emitting side 1b is surface-polished with an abrasive material of # 1500 to surround the openings of the pores 3. The dross 2 at was removed. The fine holes 3 forming the pattern image of the metal plate 1 of the metal mask for screen printing thus obtained have good solder paste even if the fine holes 3 have the same diameter of 200 μm as the thickness of the metal plate 1. Passability was confirmed. Further, when the printability of this metal mask for screen printing was confirmed by a printing machine, good solder paste passability was confirmed for all of the pores 3 of the pattern image formed in the area of 500 mm × 500 mm. .
【００２２】（実施例２）前記実施例１において、金属
板１としてニッケル合金板を使用し、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。Example 2 When a nickel alloy plate was used as the metal plate 1 in the above Example 1 and a metal mask for screen printing was manufactured in the same manner, the same result was obtained.
【００２３】[0023]
【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、極微小スポット径のレーザー光７を金
属板１に照射するとともに、レーザー光７の焦点位置と
金属板１との距離を所定の設定値の範囲内に制御しなが
らレーザー加工することで、細孔３の断面形状、その壁
面の面粗度の改善が行われる。これにより、印刷ペース
トの通過性に優れたスクリーン印刷用メタルマスクが得
られる。特に極微細な細孔３を含む大型画像のスクリー
ン印刷用メタルマスクの製造が可能となる。As described above, according to the present invention, in the screen printing metal mask manufactured by the laser processing method, the metal plate 1 is irradiated with the laser light 7 having an extremely small spot diameter, and the laser light 7 is emitted. By performing laser processing while controlling the distance between the focal point position of the metal plate 1 and the metal plate 1 within a predetermined set value range, the cross-sectional shape of the pore 3 and the surface roughness of its wall surface are improved. This makes it possible to obtain a metal mask for screen printing, which is excellent in the passing property of the printing paste. In particular, it is possible to manufacture a metal mask for screen printing of a large image including the extremely fine pores 3.
【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]
【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を示す要部
縦断側面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional side view of essential parts showing a laser processing step in a method for manufacturing a metal mask for screen printing according to an example of the present invention.
【図２】同実施例によるスクリーン印刷用メタルマスク
の製造方法より得られた金属板の細孔付近の要部拡大縦
断側面図である。FIG. 2 is an enlarged vertical cross-sectional side view of essential parts near pores of a metal plate obtained by the method for manufacturing a screen printing metal mask according to the example.
【図３】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。FIG. 3 is a plan view of a metal mask for screen printing used in the same example and a cross-sectional view taken along line AA thereof.
【図４】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、そのレーザー光ー出射側面を平面研磨し、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。FIG. 4 is a cross-sectional shape of pores of a metal plate immediately after laser processing of a metal mask for screen printing obtained by a laser processing method, and a cross section of pores in a state in which the laser light emitting side surface is planarly polished to remove dross. It is a principal part expanded sectional view which shows a shape.
【図５】エッチング法により得られたスクリーン印刷用
メタルマスクの金属板の細孔断面形状を示す要部拡大断
面図である。FIG. 5 is an enlarged sectional view of an essential part showing a sectional shape of pores of a metal plate of a metal mask for screen printing obtained by an etching method.
１ 金属板 １ａ 金属板のレーザー光入射側の面 １ｂ 金属板のレーザー光出射側の面 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 １０ 可視光レーザー式変位センサー 1 metal plate 1a surface of laser light incident side of metal plate 1b surface of laser light emission side of metal plate 2 dross 3 pores of metal plate 4 screen frame 5 screen cloth 6 laser head 7 laser light 8 holding jig 10 visible light Laser displacement sensor
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０５Ｋ 3/34 ５０５ Ｈ０５Ｋ 3/34 ５０５Ｄ // Ｈ０５Ｋ 3/12 7511−4Ｅ 3/12 Ｄ Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location H05K 3/34 505 H05K 3/34 505D // H05K 3/12 7511-4E 3/12 D
Claims (4)
して金属板（１）に微細な細孔（３）からなるパターン
画像を形成してなるスクリーン印刷用メタルマスクにお
いて、パターン画像を構成する金属板（１）の細孔
（３）のレーザー光入射側（１ａ）の開口寸法（ｌ1 ）
とレーザー光出射側（１ｂ）の開口寸法（ｌ2 ）との差
が金属板（１）の厚みの１０％以下であることを特徴と
するスクリーン印刷用メタルマスク。1. A screen-printing metal mask comprising a metal plate (1) irradiated with a laser beam (7) to form a pattern image having fine pores (3) on the metal plate (1). Aperture size (l 1 ) on the laser beam incident side (1a) of the pores (3) of the metal plate (1) forming the image
The metal mask for screen printing, wherein the difference between the opening size (l 2 ) on the laser beam emitting side (1b) is 10% or less of the thickness of the metal plate (1).
して金属板（１）に微細な細孔（３）からなるパターン
画像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）に照射されるレーザ
ー光（７）の焦点スポット径が４０μｍ以下であり、か
つ加工中のレーザー光（７）の焦点位置と金属板（１）
との距離が所定の設定距離内に制御されることを特徴と
するスクリーン印刷用メタルマスクの製造方法。2. A metal mask for screen printing, which comprises irradiating a metal plate (1) with a laser beam (7) to form a pattern image having fine pores (3) on the metal plate (1). In the method, the focal spot diameter of the laser beam (7) irradiated on the metal plate (1) is 40 μm or less, and the focal position of the laser beam (7) during processing and the metal plate (1).
A method for manufacturing a metal mask for screen printing, characterized in that the distance between and is controlled within a predetermined set distance.
（１）との距離が−２００〜＋３００μｍの設定距離内
に制御されることを特徴とする請求項２に記載のスクリ
ーン印刷用メタルマスクの製造方法。3. The metal for screen printing according to claim 2, wherein the distance between the focal position of the laser beam (7) and the metal plate (1) is controlled within a set distance of −200 to +300 μm. Mask manufacturing method.
（１）との距離が−５０〜＋１５０μｍの設定距離内に
制御されることを特徴とする請求項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. The screen printing metal according to claim 2, wherein the distance between the focal position of the laser beam (7) and the metal plate (1) is controlled within a set distance of −50 to +150 μm. Mask manufacturing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8059432A JPH09248976A (en) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | Metal mask for screen process printing and manufacture thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8059432A JPH09248976A (en) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | Metal mask for screen process printing and manufacture thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09248976A true JPH09248976A (en) | 1997-09-22 |
Family
ID=13113116
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8059432A Pending JPH09248976A (en) | 1996-03-15 | 1996-03-15 | Metal mask for screen process printing and manufacture thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09248976A (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1996
- 1996-03-15 JP JP8059432A patent/JPH09248976A/en active Pending
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