JPH05124172A - 金属有孔板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、例えばメタルマスクなどのよう
に、多数の微細な貫通孔を穿設してなる多孔金属板の製
造方法であって、金属板の上下面の貫通孔の輪郭部をシ
ャ−プ（ほぼ直角）に形成することができ、かつ貫通孔
の垂直性も良好なものとすることができることを特徴と
している。 【構成】 基体金属板２１の両面の貫通孔形成部分を選
択的に被覆するようにして、レジストパターン２２を形
成し、基体金属板の露出部分に、耐エッチング性に関し
て該基体金属板とは異質の異種金属層を電着したのち、
レジストパターン２２を除去し、異種金属層２３をマス
クとして、異種金属層２３を実質的に腐食させないエッ
チング液により基体金属板２１をエッチングして多数の
貫通孔２４を形成するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、精度の高い微細な貫
通孔が形成された金属有孔板およびその製造方法の改良
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えばスクリーン印刷に用いられ
るメタルマスクや光学的スリット版（エンコーダーディ
スク）その他の金属有孔板の製造において、機械加工以
外の方法でその貫通孔を形成する方法は大別してエッチ
ング法、電鋳法の二方法が知られている。

【０００３】すなわち、エッチング法によれば、まず所
定の厚み（例えば１００ー２００μｍ）の金属板を洗
浄、乾燥させたのち、両面にレジストを塗布し、ついで
マスクを介して露光し、現像し、露出した金属面をエッ
チング液によりエッチングして貫通孔を形成させる。つ
いでレジストを除去してソリッドメタルマスク版とす
る。

【０００４】しかし、このようにして作られたソリッド
メタルマスク版は、図６に示すように、金属板１に穿設
された貫通孔２は輪郭部２ａが、金属板１の厚みに比例
して大きくだれて傾斜状となりシャープ性に欠け、ま
た、孔の中間部分が内側に突出して垂直性に欠け、その
部分にインキの溜まりができるなどの問題があった。ま
たエッチング深度の調整も困難であり、孔精度の良好な
ものが得難いなどの問題があった。

【０００５】一方、電鋳法では、金属板を洗浄、乾燥さ
せたのち、両面にレジストを塗布し、ついでマスクを介
して露光し、現像し、露出した金属面を電鋳して貫通孔
を形成し、その後、レジストを除去し電鋳層を剥離して
ソリッドメタルマスク版を完成させる。この電鋳法では
精度並びに断面形状に於てエッチング法に勝るが、製造
速度において一般的に電鋳の速度はエッチングの速度に
比較して数十分の一乃至数百分の一程度であり加工に長
時間を要する欠点がある。

【０００６】そこで、 エッチング法を改良したものと
して、例えば図７ないし図９に示す特開平１−１３０９
７号には耐エッチング性の異なる２種類の金属を３層に
積層させ、それぞれの金属層をそれぞれのエッチング液
で腐食させる方法が開示されている。ここでは、例えば
銅または真鍮からなる基体金属層１２の両面にメッキ法
で例えばニッケル層１３を付着させ、ニッケル−銅−ニ
ッケルからなる積層体を形成する。

【０００７】ついで、その上下両面にレジスト層を形成
し、マスキングしたのち、露光し、現像し、レジストパ
ターン１４を形成する（図７参照）。次に、基体金属は
侵食せずメッキ金属のみ侵食する薬品（例えば過酸化水
素と硝酸の混液からなる酸性エッチング液）を用いて、
露出するニッケル層１３のみがエッチングされる（図８
参照）。

【０００８】次に、メッキ金属は侵食せず基体金属のみ
侵食する薬品（アルカリ性エッチング液）で露出する基
体金属層１２を選択的にエッチングし、基体金属層１２
を貫通して貫通孔が成形される。そして、レジストパタ
ーン１４を除去することにより、ソリッドメタルマスク
版１５が形成される（図９参照）。

【０００９】しかしこの方法によっても、図８で示すよ
うにエッチング作業の進行に伴ってサイドエッチ１５も
進行するので、どのようにレジストパターンの画線を修
正しても貫通孔形成個所を所定限度以上には接近させら
れず、ニッケル層が厚くなりエッチング深さが深くなる
ほど画線幅Ｌを狭めることができない欠点が残る。また
レジスト層の周縁部（図中丸で囲んだ部分）は若干の不
規則なエッチングとなり高精度化を妨げるので、インキ
の抜け性に劣り、インキのスムースな流通が得られない
などの問題が依然として残る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】この発明は上記事情に
鑑みて創案されたものであって、電鋳法の利点である高
精度を維持しつつエッチング法の高速化を付加して貫通
孔の輪郭部をシャープに形成した金属有孔板およびその
製造方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記課題を
解決するため、耐エッチング性の異なる２種類の金属を
３層に積層させ、多孔化のためのパターニングは、中間
層の金属層のみをエッチング液で腐食させ、その外側の
金属層のパターニングは電鋳法により行なうという手段
を講じた。

【００１２】すなわち、請求項１の発明では、基体金属
板の両面の貫通孔形成部分を選択的に被覆するようにし
てレジストパターンを形成し、該レジストパターンが被
着されていない基体金属板の両面の露出部分に耐エッチ
ング性に関して該基体金属板とは異質の異種金属層を電
鋳により形成し、上記レジストパターンを除去すると共
に残留する上記異種金属層をマスクとして、該異種金属
層を実質的に腐食させないエッチング液により該基体金
属板をエッチングして基体金属板に貫通孔を穿設してな
る、という技術的手段を講じている。

【００１３】また、請求項２の発明では、(a).基体金属
板の両面の貫通孔形成部分を選択的に被覆するようにし
て、レジストパターンを形成する工程と、(b).該レジス
トパターンが被着されていない基体金属板露出部分に、
耐エッチング性に関して該基体金属板とは異質の異種金
属層を電鋳により形成する工程と、(c).上記レジストパ
ターンを除去する工程と、(d).残留する該異種金属層を
マスクとして、該異種金属層を実質的に腐食させないエ
ッチング液により上記基体金属板をエッチングし、基体
金属板に貫通孔を形成する工程とからなる技術的手段を
講じている。

【００１４】なお、上記基体金属板としては、例えば、
銅及び銅合金、アルミニウム及びアルミニウム合金、鉄
及び鉄合金等であって下記の異種金属をマスキング材と
してエッチング可能な金属を使用することができる。ま
た、上記異種金属としては、この基体金属に対するエッ
チング液ではエッチングされない任意の金属、例えば
銅、ニッケル、銀、金、プラチナ、クロム、パラジウ
ム、錫、鉛等のような一般に使用されるメッキ可能な材
質が用いることができる。これら基体金属板、異種金属
層の厚みについては、特に制限はないが、電着される異
種金属層の厚みは、通常２０〜３００μｍ程度とするこ
とができる。

【００１５】

【作用】この発明では基体金属板の両面に形成される異
種金属層のパターニングがエッチングでなく、電鋳法に
よりおこなわれるため、金属有孔板の外側の異種金属層
での貫通孔の輪郭部がシャープ（ほぼ直角）となる。ま
た、エッチングは基体金属板に対してのみなされるの
で、加工速度が早く且つ貫通孔の垂直性も良好となる。

【００１６】

【実施例】以下、この発明を図示の実施例を参照して説
明する。まず、図１に示すように、基体金属板（例えば
燐青銅板）２１を洗浄、乾燥させたのち、表裏両面にレ
ジストを塗布し、ついでマスク（図示しない）を介して
露光し、現像して、両面の貫通孔形成部分を選択的に被
覆するようにして、レジストパターン２２を形成する。

【００１７】このレジストパターン２２が被着されてい
ない基体金属板２１の露出部分に、耐エッチング性に関
して基体金属板２１とは異質の異種金属（例えばニッケ
ル）層２３をメッキ浴にて電鋳法により形成する（図２
参照）。

【００１８】次に、剥離液を用い、レジストパターン２
２を除去する（図３参照）。レジストパターン２２を除
去すると異種金属（例えばニッケル）層２３がレジスト
パターンとは逆のパターンとして残り、レジストパター
ンの覆っていた個所の燐青銅は露出する。

【００１９】ついで、異種金属層２３をエッチングレジ
ストとし、実質的に腐食させないエッチング液によっ
て、異種金属層２３をマスクとしてエッチングし、基体
金属板２１を溶解させ、貫通孔２４を形成する。得られ
た金属有孔板は精密度としては電鋳法によるものと同等
であり、その製造速度は従来の電鋳法に比べ大幅に短縮
できる。

【００２０】このように、異種金属層２３部分の貫通孔
は電鋳により形成され、エッチング処理は全くなされな
いので、その輪郭部２３ａは直角をなした精密度の高い
形状を形成することができる。なお、上記実施例ではレ
ジストパターン２２を基体金属板２１の表裏両面に対称
に形成した例について説明したが、目的とする貫通孔２
４の形状に応じ、一方の面のレジストパターン２２の孔
の大きさを他方より大きく形成して上記処理工程を行な
ってもよい（図５参照）。

【００２１】上記実施例においては、基体金属板に燐青
銅を用い、異種金属層にはニッケルを用いた場合を例示
したが、この組合せは製品の使用目的に応じて種々考え
られる。例えば、基体金属としては、銅及び銅合金、ア
ルミニウム及びアルミニウム合金、鉄及び鉄合金等であ
って下記の異種金属をマスキング材としてエッチング可
能な金属を使用することができる。また、異種金属とし
ては、銅、ニッケル、銀、金、プラチナ、クロム、パラ
ジウム、錫、鉛等の一般に使用されるメッキ可能な材質
が使用できる。

【００２２】これにより、この発明によれば従来法では
困難視されてた微細な、または精密度の高い貫通孔を成
形することができ、また外表面となる異種金属層の厚さ
が厚くなっても貫通孔の周縁部のシャープ性が失われな
いので、各種用途の有孔板を製造することできる。ま
た、この発明は、基体金属板の両面に異種金属層が積層
される３層の金属板からなるが、基体金属板自体が同種
の基体金属としての性質を有する金属で多層に形成され
ているものであってもよい。

【００２３】（実施例１）次に、この製法を用いた金属
有孔板の一例としてスクリーン印刷用のメタルマスクの
製造について詳細に説明する。３００ｍｍ×３００ｍｍ
で厚さ０．１ｍｍの燐青銅板を脱脂、洗浄したのち、両
面に感光性樹脂（レジスト）を塗布、乾燥し、ついでそ
の上にマスキングフィルムを載せ、紫外線露光した。露
光の後、このフィルムを剥がし、所定の現像液で現像
し、厚み５０μｍのレジストパターンを形成させた。次
に、通常のスルファミン酸ニッケルメッキ浴にて、上下
両面の厚さが各５０μｍとなるようにニッケルメッキを
おこなった。この鍍着時間は約５時間である（従来の電
鋳法だけの場合では約３０時間かかるので、１／６の時
間の短縮となる）。ついで、剥離液で前記レジストパタ
ーンを剥離し、貫通孔形成部分の燐青銅板を露出させ
た。さらに、ニッケルを全く腐食させない過硫酸アンモ
ニウム及びアンモニア水の混液により、露出した燐青銅
板部分を約１０分間エッチングし、ピッチ０．２ｍｍで
孔幅０．１５ｍｍ、孔の全高０．２ｍｍの貫通孔を成形
させた３層からなるスクリーン印刷用のメタルマスクを
製造することができた。この形成されたメタルマスクの
貫通孔は、表裏両面の輪郭部が直角なシャープなもので
あり、貫通孔の垂直性もスムースであり、インキの抜け
性も良好なものであった。

【００２４】

【発明の効果】以上、説明したようにこの発明の金属有
孔板およびその製造方法によれば、基体金属板の両面に
異種金属層を電鋳法により形成し、この異種金属層をマ
スクとして基体金属板のみをエッチングで穿孔するよう
にしたから、金属有孔板の厚みに関係なく、最終的に得
られる金属有孔板の貫通孔は、その輪郭部がシャープ
（ほぼ直角）となり、さらに、貫通孔の垂直性も良好と
なる。これにより、この発明によれば従来法では困難視
されてた微細パターン、即ち短いピッチで貫通孔を多数
設けることができ、また表面となる異種金属層の厚みが
厚くても同様の加工を施すことが可能となった。しか
も、電鋳法のみによる場合に比べ大幅な加工時間の短縮
を図ることができ極めて有益である。そして、この発明
の金属多孔板およびその製法は、金属多孔板の用途を限
定することなく金属板に貫通孔を成形する場合に用いる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例として示す金属有孔板の第１
処理工程を示す断面図である。

【図２】同じく第２処理工程を示す断面図である。

【図３】同じく第３処理工程を示す断面図である。

【図４】同じく第４処理工程を示す断面図である。

【図５】上下の孔の大きさが異なる貫通孔を示す断面図
である。

【図６】従来のエッチング法の製造方法により得られる
多孔金属板の断面図である。

【図７】改良された従来の多孔金属板の製造方法の第１
処理工程を示す断面図である。

【図８】同じく第２処理工程を示す断面図である。

【図９】同じく最終処理工程を示す断面図である。

【符号の説明】

２１ 基体金属板 ２２ レジストパターン ２３ 異種金属層 ２４ 貫通孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基体金属板の両面の貫通孔形成部分を選
   択的に被覆するようにしてレジストパターンを形成し、
   該レジストパターンが被着されていない基体金属板の両
   面の露出部分に耐エッチング性に関して該基体金属板と
   は異質の異種金属層を電鋳により形成し、上記レジスト
   パターンを除去すると共に、残留する該異種金属層をマ
   スクとして、該異種金属層を実質的に腐食させないエッ
   チング液により上記基体金属板をエッチングして基体金
   属板に貫通孔を穿設してなることを特徴とする有孔金属
   板。
2. 【請求項２】 基体金属板の両面の貫通孔形成部分を選
   択的に被覆するようにして、レジストパターンを形成す
   る工程と、 該レジストパターンが被着されていない基体金属板露出
   部分に、耐エッチング性に関して該基体金属板とは異質
   の異種金属層を電鋳により形成する工程と、 上記レジストパターンを除去する工程と、 残留する該異種金属層をマスクとして、該異種金属層を
   実質的に腐食させないエッチング液により上記基体金属
   板をエッチングし、基体金属板に貫通孔を形成する工程
   とからなることを特徴とする有孔金属板の製造方法。