メタルマスク版及びメタルマスク版の製造方法
【課題】被印刷面との密着性が良好なメタルマスク版を提供する。
【解決手段】メタルマスク版２３０は、金属板２３２の印刷面側に乳剤層２３４を付加した構造を有している。金属板２３２の透過領域２８８，２９０には、それぞれ、粘性物質を透過する開口２３６，２３８が形成され、乳剤層２３４の透過領域２８８，２９０にも、それぞれ、粘性物質を透過する開口２４０，２４２が形成されている。開口２４０の位置や平面形状は、開口２３６と同一であり、開口２４２の位置や平面形状は、開口２３８と同一である。乳剤層２３４は、金属板２３２よりも柔らかい材質で構成されている。
【解決手段】メタルマスク版２３０は、金属板２３２の印刷面側に乳剤層２３４を付加した構造を有している。金属板２３２の透過領域２８８，２９０には、それぞれ、粘性物質を透過する開口２３６，２３８が形成され、乳剤層２３４の透過領域２８８，２９０にも、それぞれ、粘性物質を透過する開口２４０，２４２が形成されている。開口２４０の位置や平面形状は、開口２３６と同一であり、開口２４２の位置や平面形状は、開口２３８と同一である。乳剤層２３４は、金属板２３２よりも柔らかい材質で構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被印刷面との密着性が良好なメタルマスク版及び当該メタルマスク版の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３６は、従来のメタルマスク版９０２の模式図である。図３６は、メタルマスク版９０２の断面図となっている。
【０００３】
図３６に示すように、メタルマスク版９０２は、粘性物質を透過する開口９０６を金属板９０４に形成した構造を有している。メタルマスク版９０２は、スキージ面側に供給された粘性物質を開口９０６から印刷面側に透過することにより、開口９０６と同一の平面形状を有する粘性物質のパターンを被印刷面に印刷する。
【０００４】
なお、特許文献１には、本発明と関連する文献公知発明が記載されている。特許文献１の発明では、粘性物質を透過する開口をレーザ加工で板材に形成している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１５２６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のメタルマスク版では、硬い金属板が被印刷面と接触するので、メタルマスク版と被印刷面との密着性が良好でなく、粘性物質のパターンがにじみやすいという問題があった。
【０００７】
本発明は、この問題を解決するためになされたもので、被印刷面との密着性が良好なメタルマスク版を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、スキージ面側に供給された粘性物質を印刷面側に透過し被印刷面に粘性物質のパターンを印刷するメタルマスク版であって、粘性物質を透過する開口が形成された金属板と、前記金属板の印刷面側に付加され粘性物質を透過する開口が形成された、前記金属板より柔らかい層と、を備える。
【０００９】
請求項２の発明は、スキージ面側に供給された粘性物質を印刷面側に透過し被印刷面に粘性物質のパターンを印刷するメタルマスク版の製造方法であって、(a) 粘性物質を透過する開口が形成された金属板の印刷面側に前記金属板より柔らかい膜を付加する工程と、(b) 前記工程(a)の後に、前記金属板のスキージ面側からレーザ光を照射し、前記膜のうち粘性物質を透過する透過領域に付加された部分を前記金属板を遮蔽物としてレーザ光で除去する工程と、を備える。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２に記載のメタルマスク版の製造方法において、前記工程(b)は、前記金属板を除去せず前記膜を選択的に除去するレーザ光を照射する。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項２又は請求項３に記載のメタルマスク版の製造方法において、前記工程(a)は、流動性を有さない前記膜を前記金属板の印刷面側に貼り付ける。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、金属板が被印刷面と接触せず、金属板より柔らかい層が被印刷面と接触するので、メタルマスク版と被印刷面とを密着させることができ、粘性物質のパターンのにじみを抑制することができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、金属板に形成された開口の位置と膜に形成された開口の位置とのずれを防ぐことができるので、メタルマスク版の寸法精度を向上することができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、金属板を損傷することを防止することができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、開口が埋まってしまうことを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜１ 第１実施形態＞
＜１−１ 圧電／電歪素子１の全体構造＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧電／電歪素子１の模式図である。図１は、圧電／電歪素子１の断面図となっている。圧電／電歪素子１は、インクジェットプリンタのヘッドに採用されるアクチュエータである。
【００１７】
図１に示すように、圧電／電歪素子１は、基体１０２の薄肉部１０４の上に、電極膜１１０、圧電／電歪体膜１１２、電極膜１１４、圧電／電歪体膜１１６及び電極膜１１８をこの順序で積層した積層構造を有している。
【００１８】
なお、図１は、基体１０２の上に形成された、電極膜１１０、圧電／電歪体膜１１２、電極膜１１４、圧電／電歪体膜１１６及び電極膜１１８を積層した積層体１０８が１層の電極膜１１４を内部に含む場合を示しているが、積層体１０８が２層以上の電極膜を内部に含む場合や積層体１０８が電極膜を内部に含まない場合にも本発明を適用することができる。また、図１は、基体１０２の上に積層体１０８を直接的に形成する場合を示しているが、不活性層を介して基体１０２の上に積層体１０８を間接的に形成してもよい。さらに、複数の圧電／電歪素子１を一定間隔をおいて規則的に配列して一体化することもできる。
【００１９】
＜１−２ 屈曲振動領域１８２＞
圧電／電歪素子１では、外部電極となる電極膜１１０，１１８と内部電極となる電極膜１１４との間に駆動信号を印加することにより、圧電／電歪体膜１１２，１１６に電界を印加し、薄肉部１０４及び積層体１０８を屈曲振動させる。以下では、この屈曲振動が励振される領域１８２を「屈曲振動領域」という。
【００２０】
薄肉部１０４の平面形状、すなわち、屈曲振動領域１８２の平面形状は細長の矩形となっている。もちろん、屈曲振動領域１８２の平面形状は矩形に限られるわけではなく、楕円形、六角形その他の形状であってもよい。
【００２１】
＜１−３ 基体１０２＞
基体１０２は、積層体１０８を支持する。基体１０２は、セラミック粉末のシート状成形体を積層したものを焼成したセラミック焼成体である。
【００２２】
基体１０２は、絶縁材料で構成される。絶縁材料としては、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、酸化イッテルビウム（Ｙｂ2Ｏ3）、酸化セリウム（Ｃｅ2Ｏ3）その他の安定化剤を添加した酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、すなわち、安定化ジルコニア又は部分安定化ジルコニアを採用することが望ましい。
【００２３】
基体１０２は、中央の薄肉部１０４を周縁の厚肉部１０６で囲んで支持したキャビティ構造を有している。キャビティ構造を採用し、板厚が薄い薄肉部１０４を板厚が厚い厚肉部１０６で支持するようにすれば、基体１０２の機械的強度を保ちつつ、薄肉部１０４の板厚を薄くすることができるので、薄肉部１０４の剛性を低下させることができ、圧電／
電歪素子１の変位量を増加させることができる。薄肉部１０４の板厚は、１μｍ以上１５μｍ以下であることが望ましい。この範囲を下回ると薄肉部１０４が損傷しやすくなるからである。また、この範囲を上回ると圧電／電歪素子１の変位量が減少する傾向にあるからである。
【００２４】
＜１−４ 圧電／電歪体膜１１２，１１６＞
圧電／電歪体膜１１２，１１６は、セラミック粉末の膜状成形体を焼成したセラミック焼成体である。
【００２５】
圧電／電歪体膜１１２，１１６は、圧電／電歪材料で構成される。圧電／電歪材料としては、鉛（Ｐｂ）系ペロブスカイト酸化物を採用することが望ましい。中でも、ジルコン酸チタン酸鉛（Ｐｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3 ）又はジルコン酸チタン酸鉛とニッケルニオブ酸鉛（Ｐｂ（Ｎｉ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3）、マグネシウムニオブ酸鉛（Ｐｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3）その他の鉛系複合ペロブスカイト酸化物との固溶体を主成分とするものを採用することが望ましい。
【００２６】
圧電／電歪体膜１１２，１１６の平面形状は、細長の矩形となっている。また、圧電／電歪体膜１１２，１１６は、中央部から電極膜１１０，１１４，１１８の端部に向かって膜厚が厚くなってゆき、電極膜１１０，１１４，１１８の端部から圧電／電歪体膜１１２，１１６の端部に向かって膜厚が薄くなってゆく膜厚分布を有している。このような膜厚分布を採用すれば、電極膜１１０，１１４，１１８の端部において圧電／電歪体膜１１２，１１６の膜厚が厚くなるので、絶縁破壊を防ぐことができるとともに、屈曲１次モードの腹において圧電／電歪体膜１１２，１１６の膜厚が薄くなり圧電／電歪体膜１１２，１１６の剛性が低下するので、圧電／電歪素子１の変位量を増加させることができる。
【００２７】
＜１−５ 電極膜１１０，１１４，１１８＞
電極膜１１０，１１４，１１８は、導電材料で構成される。電極膜１１０，１１４を構成する導電材料としては、白金（Ｐｔ）若しくはパラジウム（Ｐｄ）又はこれらを主成分とする合金を採用することが望ましい。ただし、圧電／電歪体膜１１２，１１６との共焼成が可能であれば、他の導電材料で電極膜１１０，１１４を構成してもよい。電極膜１１８を構成する導電材料としては、金（Ａｕ）又はこれを主成分とする合金を採用することが望ましい。
【００２８】
電極膜１１０と電極膜１１４とは、圧電／電歪体膜１１２を挟んで対向し、電極膜１１４と電極膜１１８とは、圧電／電歪体膜１１６を挟んで対向している。また、電極膜１１０と電極膜１１８とは、電気的に接続されている。これにより、外部電極となる電極膜１１０，１１８と内部電極となる電極膜１１４との間に駆動信号を印加すると、圧電／電歪体膜１１２，１１６を伸縮させ、屈曲振動領域１８２を屈曲振動させることができる。
【００２９】
＜１−６ 圧電／電歪素子１の製造方法＞
図２は、圧電／電歪素子１の製造方法を説明するフローチャートである。
【００３０】
図２に示すように、圧電／電歪素子１の製造にあたっては、まず、基体１０２を作製する（ステップＳ１０１）。
【００３１】
続いて、基体１０２の薄肉部１０４の上に積層体１０８を形成する（ステップＳ１０２〜Ｓ１０９）。
【００３２】
積層体１０８の形成にあたっては、まず、導電体ペーストを薄肉部１０４の上面にスクリーン印刷法で塗布し（ステップＳ１０２）、得られた塗布膜を基体１０２と一体的に焼成する（ステップＳ１０３）。これにより、基体１０２と一体化された電極膜１１０を形成することができる。
【００３３】
続いて、圧電／電歪体ペースト、導電体ペースト及び圧電／電歪体ペーストを電極膜１１０の上面にスクリーン印刷法で順次塗布し（ステップＳ１０４〜Ｓ１０６）、得られた塗布膜を基体１０２及び電極膜１１０と一体的に焼成する（ステップＳ１０７）。これにより、基体１０２及び電極膜１１０と一体化された圧電／電歪体膜１１２、電極膜１１４及び圧電／電歪体膜１１６を形成することができる。
【００３４】
その後、導電体ペーストを圧電／電歪体膜１１６の上面にスクリーン印刷法で塗布し（ステップＳ１０８）、得られた塗布膜を基体１０２、電極膜１１０、圧電／電歪体膜１１２、電極膜１１４及び圧電／電歪体膜１１６と一体的に焼成する（ステップＳ１０９）。これにより、基体１０２、電極膜１１０、圧電／電歪体膜１１２、電極膜１１４及び圧電／電歪体膜１１６と一体化された電極膜１１８を形成することができる。
【００３５】
最後に、電極膜１１０，１１８と電極膜１１４との間に電圧を印加して分極処理を行うことにより（ステップＳ１１０）、圧電／電歪素子１を得ることができる。
【００３６】
ここで、導電体ペーストは、導電材料の粉末、有機溶剤、分散剤及びバインダを混練して調製した流動性のある粘性物質である。また、圧電／電歪体ペーストは、圧電／電歪材料の粉末、有機溶剤、分散剤及びバインダを混練して調製した流動性のある粘性物質である。圧電／電歪材料の粉末は、圧電／電歪材料の構成元素の素原料の粉末の混合物を仮焼して粉砕することにより得た仮焼原料の粉末である。
【００３７】
＜１−７ 圧電／電歪体膜１１２の形成方法＞
図３〜図５は、圧電／電歪体膜１１２の形成方法を説明する模式図である。図３〜図５は、形成の途上の圧電／電歪体膜１１２の断面図となっている。なお、圧電／電歪体膜１１６は、圧電／電歪体膜１１２と同様の形成方法で形成することができる。
【００３８】
圧電／電歪体膜１１２の形成にあたっては、まず、図３に示すように、電極膜１１０の上面に圧電／電歪体ペーストの塗布膜２０２を形成する。塗布膜２０２は、圧電／電歪体ペーストをスクリーン印刷することにより形成する。このとき、スクリーン印刷を１回だけ行ってもよいし、スクリーン印刷を２回以上繰り返してもよい。
【００３９】
続いて、図４に示すように、塗布膜２０２の略平坦な上面にさらに圧電／電歪体ペーストの塗布膜２０４を形成する。塗布膜２０４は、塗布膜２０２の端部に沿って形成される。塗布膜２０４も、圧電／電歪体ペーストをスクリーン印刷することにより形成する。このとき、スクリーン印刷を１回だけ行ってもよいし、スクリーン印刷を２回以上繰り返してもよい。
【００４０】
このようにして重ねて形成された塗布膜２０２，２０４を焼成すると、図５に示すように、塗布膜２０２と塗布膜２０４とが一体化し、先述の膜厚分布を有する圧電／電歪体膜１１２を形成することができる。
【００４１】
＜１−８ メタルマスク版２１０，２３０の構造＞
図６〜図８は、塗布膜２０２の形成に使用するメタルマスク版２１０の模式図である。図６は、メタルマスク版２１０の平面図、図７は、図６のＡ−Ａに沿うメタルマスク版２１０の断面図、図８は、図６のＢ−Ｂに沿うメタルマスク版２１０の断面図となっている。
【００４２】
図６〜図８に示すように、メタルマスク版２１０は、金属板２１２の印刷面側に乳剤層２１４を付加した構造を有している。金属板２１２の透過領域２８２には、粘性物質を透過する開口２１６が形成され、乳剤層２１４の透過領域２８２にも、粘性物質を透過する開口２１８が形成されている。開口２１８の位置や平面形状は、開口２１６と同一である。したがって、メタルマスク版２１０のスキージ面に圧電／電歪体ペーストを供給しスキージ面に圧力を加えながらスキージを走行させると、スキージ面側に供給された圧電／電歪体ペーストを開口２１６，２１８から印刷面側に透過し開口２１６，２１８と同一の平面形状を有する圧電／電歪体ペーストのパターンを印刷面側にある被印刷面に印刷することができる。
【００４３】
乳剤層２１４は、粘性物質を透過しない非透過領域２８４に付加されている。このため、メタルマスク版２１０を使用して塗布膜２０２をスクリーン印刷すると、金属板２１２は被印刷面と接触せず、金属板２１２より柔らかい乳剤層２１４が被印刷面と接触するので、メタルマスク版２１０と被印刷面とを密着させることができ、圧電／電歪体ペーストのパターンのにじみを抑制することができる。
【００４４】
図９〜図１１は、塗布膜２０４の形成に使用するメタルマスク版２３０の模式図である。図９は、メタルマスク版２３０の平面図、図１０は、図９のＣ−Ｃに沿うメタルマスク版２３０の断面図、図１１は、図９のＤ−Ｄに沿うメタルマスク版２３０の断面図となっている。
【００４５】
図９〜図１１に示すように、メタルマスク版２３０は、金属板２３２の印刷面側に乳剤層２３４を付加した構造を有している。金属板２３２の透過領域２８８，２９０には、それぞれ、粘性物質を透過する開口２３６，２３８が形成され、乳剤層２３４の透過領域２８８，２９０にも、それぞれ、粘性物質を透過する開口２４０，２４２が形成されている。開口２４０の位置や平面形状は、開口２３６と同一であり、開口２４２の位置や平面形状は、開口２３８と同一である。したがって、メタルマスク版２３０のスキージ面に圧電／電歪体ペーストを供給しスキージ面に圧力を加えながらスキージを走行させると、スキージ面側に供給された圧電／電歪体ペーストを開口２３６，２４０及び開口２３８，２４２から印刷面側に透過し開口２３６，２４０及び開口２３８，２４２と同一の平面形状を有する圧電／電歪体ペーストのパターンを印刷面側にある被印刷面に印刷することができる。
【００４６】
乳剤層２３４は、粘性物質を透過しない非透過領域２８６に付加されている。このため、メタルマスク版２３０を使用して塗布膜２０４をスクリーン印刷すると、金属板２３２は被印刷面と接触せず、金属板２３２より柔らかい乳剤層２３４が被印刷面と接触するので、メタルマスク版２３０と被印刷面とを密着させることができ、圧電／電歪体ペーストのパターンのにじみを抑制することができる。
【００４７】
金属板２１２，２３２は、ステンレスの板である。ただし、このことは、ステンレス以外の材質を採用することを妨げるものではない。例えば、ニッケルの板を採用することができる。
【００４８】
また、乳剤層２１４，２３４は、乳剤（エマルジョン）の膜である。ただし、このことは、乳剤以外の材質を採用することを妨げるものでない。すなわち、乳剤層２１４，１３８が金属板２１２，１３６よりも柔らかい材質、例えば、樹脂で構成されていれば、被印刷面との密着性を向上するクッションの役割を果たすことができる。
【００４９】
＜１−９ メタルマスク版２３０の製造方法（製版方法）＞
図１２〜図１６は、メタルマスク版２３０の製造方法を説明する模式図である。図１２〜図１６は、製造の途上のメタルマスク版２３０の断面図となっている。なお、メタルマスク版２１０は、メタルマスク版２３０と同様の製造方法により製造することができる。
【００５０】
メタルマスク版２３０の製造にあたっては、まず、ステンレスの板材２５２にエキシマレーザ光２５４を照射して（図１２）、板材２５２の透過領域２８８，２９０にスキージ面側と印刷面側とを貫通する開口２３６，２３８を形成し、金属板２３２を得る（図１３）。このようにエキシマレーザ加工により開口２３６，２３８を形成することには、開口２３６，２３８の位置や平面形状の精度を向上することができるという利点があるが、このことは、エッチング加工により開口２３６，２３８を形成することを妨げるものではない。また、電鋳等のアディティブ法により開口２３６，２３８が形成された金属板２３２を作製してもよい。
【００５１】
続いて、金属板２３２の印刷面側に膜厚が略均一で金属板２３２より柔らかい乳剤膜２５６を貼り付けることにより、金属板２３２の印刷面側に金属板２３２の印刷面側を覆う乳剤膜２５６を付加する（図１４）。このように、流動性を有さない乳剤膜２５６を貼り付けることにより乳剤膜２５６を付加することには、開口２３６，２３８に流動性を有する乳剤が流れ込んで開口２３６，２３８が埋まってしまうことを防止することができるという利点がある。ただし、このことは、流動性を有する乳剤を塗布してから流動性を失わせることにより乳剤膜２５６を形成することを妨げるものではない。
【００５２】
さらに続いて、金属板２３２のスキージ面側からエキシマレーザ光２５８を照射し（図１５）、乳剤膜２５６のうち透過領域２８８，２９０に形成された部分を金属板２３２を遮蔽物としてエキシマレーザ光２５８で除去し、開口２４０，２４２を形成する（図１６）。このエキシマレーザ加工においては、金属板２３２を除去せず乳剤膜２５６を選択的に除去することができる強度のエキシマレーザ光を照射する。すなわち、このエキシマレーザ加工では、金属板２３２よりも乳剤膜２５６の方がエキシマレーザ光２５８で除去されやすいという性質を利用して、金属板２３２を遮蔽物として用い、金属板２３２に形成されている開口２３６，２３８の平面形状を乳剤膜２５６に転写する。なお、レーザ光としてエキシマレーザ光２５８を使用することは必須でなはく、炭酸ガスレーザ光、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザ光その他のレーザ光を使用してもよい。
【００５３】
このような工程を経ることにより、除去されずに残った乳剤膜２６０が乳剤層２３４となり、図９〜図１１に示すメタルマスク版２３０を得ることができる。
【００５４】
このようなメタルマスク版２３０の製造方法によれば、金属板２３２に形成された開口２３６，２３８の位置と乳剤層２３４に形成された開口２４０，２４２の位置とのずれを防ぐことができるので、メタルマスク版２３０の寸法精度を向上することができる。すなわち、金属板２３２及び乳剤層２３４をフォトリソグラフィ等を利用して別々にパターニングした場合は、金属板２３２及び乳剤層２３４のパターニングの位置のずれに起因してメタルマスク版２３０の寸法精度が低下するが、このような製造方法によれば、メタルマスク版２３０の寸法精度を向上することができる。
【００５５】
＜２ 第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態に係る圧電／電歪体膜１１２の形成方法に代わる圧電／電歪体膜１１２の形成方法及び圧電／電歪体膜１１２の形成に使用するメタルマスク版３３０に関する。
【００５６】
＜２−１ 圧電／電歪体膜１１２の形成方法＞
図１７〜図１９は、圧電／電歪体膜１１２の形成方法を説明する模式図である。図１７〜図１９は、形成の途上の圧電／電歪体膜１１２の断面図となっている。
【００５７】
圧電／電歪体膜１１２の形成にあたっては、まず、図１７に示すように、電極膜１１０の上面に圧電／電歪体ペーストの塗布膜３０２を形成する。塗布膜３０２は、圧電／電歪体ペーストをスクリーン印刷することにより形成する。このとき、スクリーン印刷を１回だけ行ってもよいし、スクリーン印刷を２回以上繰り返してもよい。
【００５８】
続いて、図１８に示すように、塗布膜３０２の上面にさらに圧電／電歪体ペーストの塗布膜３０４を形成する。塗布膜３０４は、塗布膜３０２の端部に沿って形成される。塗布膜３０４も、圧電／電歪体ペーストをスクリーン印刷することにより形成する。このとき、スクリーン印刷を１回だけ行ってもよいし、スクリーン印刷を２回以上繰り返してもよい。
【００５９】
このようにして重ねて形成された塗布膜３０２，３０４を焼成すると、図１９に示すように、塗布膜３０２の上面の隆起が陥没するとともに塗布膜３０２と塗布膜３０４とが一体化し、先述の膜厚分布を有する圧電／電歪体膜１１２を形成することができる。
【００６０】
なお、塗布膜３０２の中央部の隆起は、スクリーン印刷の繰り返しの回数その他の理由によって生じうる。
【００６１】
＜２−２ メタルマスク版３３０の構造＞
図２０〜図２２は、塗布膜３０４の形成に使用するメタルマスク版３３０の模式図である。図２０は、メタルマスク版３３０の平面図、図２１は、図２０のＧ−Ｇに沿うメタルマスク版３３０の断面図、図２２は、図２０のＨ−Ｈに沿うメタルマスク版３３０の断面図となっている。なお、塗布膜３０２は、図６〜図８に示すメタルマスク版２１０を使用して形成することができる。
【００６２】
図２０〜図２２に示すように、メタルマスク版３３０は、金属板３３２の印刷面側に乳剤層３３４を付加した構造を有している。金属板３３２の透過領域３８８，３９０には、それぞれ、粘性物質を透過する開口３３６，３３８が形成され、乳剤層３３４の透過領域３８８，３９０及び非透過領域３８６にも、粘性物質を透過する開口３４０が形成されている。したがって、メタルマスク版３３０のスキージ面に圧電／電歪体ペーストを供給しスキージ面に圧力を加えながらスキージを走行させると、スキージ面側に供給された圧電／電歪体ペーストを開口３３６，３４０及び開口３３８，３４０から印刷面側に透過し開口３３６及び開口３３８と同一の平面形状を有する圧電／電歪体ペーストのパターンを印刷面側にある被印刷面に印刷することができる。
【００６３】
金属板３３２の板厚は、枠形の平面形状を有する金属板３４４と、矩形の平面形状を有する金属板３４６とで異なっており、被印刷面が隆起している中央部と対向する金属板３４６の板厚は、被印刷面が隆起していない非中央部に対向する金属板３４４よりも薄くなっている。このように被印刷面の凹凸に応じて層厚が変化する金属板３３２を備えるメタルマスク版３３０を使用することにより、メタルマスク版３３０と被印刷面との間の隙間に圧電／電歪体ペーストが流れ出すことを抑制することができるので、圧電／電歪体ペーストのパターンのにじみを抑制することができる。
【００６４】
乳剤層３３４は、粘性物質を透過しない非透過領域３８６，３８７の一部を占める非透過領域３８７に形成されている。このため、メタルマスク版３３０を使用して塗布膜３０４をスクリーン印刷すると、金属板３４４は被印刷面と接触せず、金属板３４４より柔らかい乳剤層３３４が被印刷面と接触するので、メタルマスク版３３０と被印刷面とを密着させることができ、圧電／電歪体ペーストのパターンのにじみをさらに抑制することができる。
【００６５】
金属板３３２は、ステンレスの板である。ただし、このことは、ステンレス以外の材質を採用することを妨げるものではない。例えば、ニッケルの板を採用することができる。
【００６６】
また、乳剤層３３４は、乳剤の膜である。ただし、このことは、乳剤以外の材質を採用することを妨げるものでない。すなわち、乳剤層３３４が金属板３３２よりも柔らかい材質、例えば、樹脂で構成されていれば、被印刷面との密着性を向上するクッションの役割を果たすことができる。
【００６７】
＜２−３ メタルマスク版３３０の製造方法（製版方法）＞
図２３〜図３５は、メタルマスク版３３０の製造方法を説明する模式図である。図２３〜図３５は、製造の途上のメタルマスク版３３０の断面図となっている。
【００６８】
メタルマスク版３３０の製造にあたっては、まず、ステンレスの板材３５２の印刷面側に感光性のレジスト液を塗布することにより、板材３５２の印刷面側に板材３５２の印刷面側を覆うレジスト膜３６２を形成する（図２３）。
【００６９】
続いて、透過領域３８８，３９０及び非透過領域３８６を遮蔽するフォトマスク３６４をレジスト膜３６２の印刷面側に設置し、フォトマスク３６４越しにレジスト膜３６２に光３６６を照射することにより（図２４）、非透過領域３８７に形成されたレジスト膜３６８を選択的に露光し、レジスト膜３６８を硬化させる（図２５）。そして、透過領域３８８，３９０及び非透過領域３８６に形成されたレジスト膜３７０を現像により除去し、板材３５２の透過領域３８８，３９０及び非透過領域３８６を露出させる（図２６）。
【００７０】
さらに続いて、除去されなかったレジスト膜３６８をエッチングマスクとして、板材３５２の透過領域３８８，３９０及び非透過領域３８６をスキージ面側と印刷面側とが貫通しないようにエッチングし、板材３５２の板厚を薄くするとともに、マスクの役割を終えたレジスト膜３６８を除去する（図２７）。
【００７１】
そして、スキージ面側から板材３５２にエキシマレーザ光３７２を照射して（図２８）、板材３５２の透過領域３８８，３９０にスキージ面側と印刷面側とを貫通する開口３３６，３３８を形成し、金属板３３２を得る（図２９）。
【００７２】
次に、金属板３３２の印刷面側に膜厚が略均一で金属板３３２より柔らかい感光性の乳剤膜３５６を貼り付けることにより、金属板３３２の印刷面側に金属板３３２の印刷面側を覆う乳剤膜３５６を付加する（図３０）。
【００７３】
続いて、非透過領域３８６を内包する領域３９２を遮蔽するフォトマスク３７４を乳剤膜３５６の印刷面側に設置し、フォトマスク３７４越しに乳剤膜３５６に光３７６を照射することにより（図３１）、領域３９２以外の領域に付加された乳剤膜３７８を選択的に露光し、乳剤膜３７８を硬化させる（図３２）。
【００７４】
さらに続いて、領域３９２に付加された乳剤膜３８０を現像により除去する（図３３）。このように乳剤膜３８０を除去するのは、非透過領域３８６に付加された乳剤膜は、金属板３３２によって遮蔽され、後述するエキシマレーザ光３５８で除去することができないため、あらかじめ除去しておく必要があるからである。ここで、フォトマスク３７４は、非透過領域３８６を遮蔽するだけでなく、非透過領域３８６に隣接する透過領域３８８，３９０を含む領域３９２を遮蔽することが望ましい。これにより、フォトマスク３７４の位置が若干ずれても非透過領域３８６に形成された乳剤膜を除去することができずに残ってしまうことを防止することができる。
【００７５】
そして、金属板３３２のスキージ面側からエキシマレーザ光３５８を照射し（図３４）、乳剤膜３７８のうち透過領域３８８，３９０に形成された部分を金属板３３２を遮蔽物としてエキシマレーザ光３５８で除去し、開口３４０を形成する（図３５）。このエキシマレーザ加工においては、金属板３３２を除去せず乳剤膜３７８のみを選択的に除去することができる強度のエキシマレーザ光を照射する。
【００７６】
このような工程を経ることにより、除去されずに残った乳剤膜３８０が乳剤層３３４となり、図２０〜図２２に示すメタルマスク版３３０を得ることができる。
【００７７】
＜３ その他＞
先述の説明では、圧電／電歪体ペーストを塗布する場合に使用するメタルマスク版２１０，２３０，３３０について説明したが、圧電／電歪体ペースト以外の粘性物質、例えば、導電体ペースト等を塗布する場合に使用するメタルマスク版並びにその製造方法も本発明に含まれる。
【００７８】
上記の説明は、全ての局面において例示であって、本発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。特に、第１実施形態及び第２実施形態において説明した技術を組み合わせることは当然に予定されている。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】圧電／電歪素子の断面図である。
【図２】圧電／電歪素子の製造方法を説明するフローチャートである。
【図３】圧電／電歪体膜の形成方法を説明する断面図である。
【図４】圧電／電歪体膜の形成方法を説明する断面図である。
【図５】圧電／電歪体膜の形成方法を説明する断面図である。
【図６】メタルマスク版の平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａに沿うメタルマスク版の断面図である。
【図８】図６のＢ−Ｂに沿うメタルマスク版の断面図である。
【図９】メタルマスク版の平面図である。
【図１０】図９のＣ−Ｃに沿うメタルマスク版の断面図である。
【図１１】図９のＤ−Ｄに沿うメタルマスク版の断面図である。
【図１２】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図１３】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図１４】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図１５】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図１６】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図１７】圧電／電歪体膜の形成方法を説明する断面図である。
【図１８】圧電／電歪体膜の形成方法を説明する断面図である。
【図１９】圧電／電歪体膜の形成方法を説明する断面図である。
【図２０】メタルマスク版の平面図である。
【図２１】図２０のＧ−Ｇに沿うメタルマスク版の断面図である。
【図２２】図２０のＨ−Ｈに沿うメタルマスク版の断面図である。
【図２３】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図２４】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図２５】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図２６】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図２７】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図２８】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図２９】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図３０】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図３１】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図３２】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図３３】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図３４】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図３５】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図３６】従来のメタルマスク版の断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１ 圧電／電歪素子
１０２ 基体
１１２，１１６ 圧電／電歪体膜
１１０，１１４，１１８ 電極膜
２０２，２０４，３０２，３０４ 塗布膜
２１０，２３０，３３０ メタルマスク版
２１２，２３２，３３２ 金属板
２１４，２３４，３３４ 乳剤層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被印刷面との密着性が良好なメタルマスク版及び当該メタルマスク版の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３６は、従来のメタルマスク版９０２の模式図である。図３６は、メタルマスク版９０２の断面図となっている。
【０００３】
図３６に示すように、メタルマスク版９０２は、粘性物質を透過する開口９０６を金属板９０４に形成した構造を有している。メタルマスク版９０２は、スキージ面側に供給された粘性物質を開口９０６から印刷面側に透過することにより、開口９０６と同一の平面形状を有する粘性物質のパターンを被印刷面に印刷する。
【０００４】
なお、特許文献１には、本発明と関連する文献公知発明が記載されている。特許文献１の発明では、粘性物質を透過する開口をレーザ加工で板材に形成している。
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１５２６１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、従来のメタルマスク版では、硬い金属板が被印刷面と接触するので、メタルマスク版と被印刷面との密着性が良好でなく、粘性物質のパターンがにじみやすいという問題があった。
【０００７】
本発明は、この問題を解決するためになされたもので、被印刷面との密着性が良好なメタルマスク版を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、スキージ面側に供給された粘性物質を印刷面側に透過し被印刷面に粘性物質のパターンを印刷するメタルマスク版であって、粘性物質を透過する開口が形成された金属板と、前記金属板の印刷面側に付加され粘性物質を透過する開口が形成された、前記金属板より柔らかい層と、を備える。
【０００９】
請求項２の発明は、スキージ面側に供給された粘性物質を印刷面側に透過し被印刷面に粘性物質のパターンを印刷するメタルマスク版の製造方法であって、(a) 粘性物質を透過する開口が形成された金属板の印刷面側に前記金属板より柔らかい膜を付加する工程と、(b) 前記工程(a)の後に、前記金属板のスキージ面側からレーザ光を照射し、前記膜のうち粘性物質を透過する透過領域に付加された部分を前記金属板を遮蔽物としてレーザ光で除去する工程と、を備える。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項２に記載のメタルマスク版の製造方法において、前記工程(b)は、前記金属板を除去せず前記膜を選択的に除去するレーザ光を照射する。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項２又は請求項３に記載のメタルマスク版の製造方法において、前記工程(a)は、流動性を有さない前記膜を前記金属板の印刷面側に貼り付ける。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１の発明によれば、金属板が被印刷面と接触せず、金属板より柔らかい層が被印刷面と接触するので、メタルマスク版と被印刷面とを密着させることができ、粘性物質のパターンのにじみを抑制することができる。
【００１３】
請求項２の発明によれば、金属板に形成された開口の位置と膜に形成された開口の位置とのずれを防ぐことができるので、メタルマスク版の寸法精度を向上することができる。
【００１４】
請求項３の発明によれば、金属板を損傷することを防止することができる。
【００１５】
請求項４の発明によれば、開口が埋まってしまうことを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜１ 第１実施形態＞
＜１−１ 圧電／電歪素子１の全体構造＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る圧電／電歪素子１の模式図である。図１は、圧電／電歪素子１の断面図となっている。圧電／電歪素子１は、インクジェットプリンタのヘッドに採用されるアクチュエータである。
【００１７】
図１に示すように、圧電／電歪素子１は、基体１０２の薄肉部１０４の上に、電極膜１１０、圧電／電歪体膜１１２、電極膜１１４、圧電／電歪体膜１１６及び電極膜１１８をこの順序で積層した積層構造を有している。
【００１８】
なお、図１は、基体１０２の上に形成された、電極膜１１０、圧電／電歪体膜１１２、電極膜１１４、圧電／電歪体膜１１６及び電極膜１１８を積層した積層体１０８が１層の電極膜１１４を内部に含む場合を示しているが、積層体１０８が２層以上の電極膜を内部に含む場合や積層体１０８が電極膜を内部に含まない場合にも本発明を適用することができる。また、図１は、基体１０２の上に積層体１０８を直接的に形成する場合を示しているが、不活性層を介して基体１０２の上に積層体１０８を間接的に形成してもよい。さらに、複数の圧電／電歪素子１を一定間隔をおいて規則的に配列して一体化することもできる。
【００１９】
＜１−２ 屈曲振動領域１８２＞
圧電／電歪素子１では、外部電極となる電極膜１１０，１１８と内部電極となる電極膜１１４との間に駆動信号を印加することにより、圧電／電歪体膜１１２，１１６に電界を印加し、薄肉部１０４及び積層体１０８を屈曲振動させる。以下では、この屈曲振動が励振される領域１８２を「屈曲振動領域」という。
【００２０】
薄肉部１０４の平面形状、すなわち、屈曲振動領域１８２の平面形状は細長の矩形となっている。もちろん、屈曲振動領域１８２の平面形状は矩形に限られるわけではなく、楕円形、六角形その他の形状であってもよい。
【００２１】
＜１−３ 基体１０２＞
基体１０２は、積層体１０８を支持する。基体１０２は、セラミック粉末のシート状成形体を積層したものを焼成したセラミック焼成体である。
【００２２】
基体１０２は、絶縁材料で構成される。絶縁材料としては、酸化カルシウム（ＣａＯ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、酸化イッテルビウム（Ｙｂ2Ｏ3）、酸化セリウム（Ｃｅ2Ｏ3）その他の安定化剤を添加した酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、すなわち、安定化ジルコニア又は部分安定化ジルコニアを採用することが望ましい。
【００２３】
基体１０２は、中央の薄肉部１０４を周縁の厚肉部１０６で囲んで支持したキャビティ構造を有している。キャビティ構造を採用し、板厚が薄い薄肉部１０４を板厚が厚い厚肉部１０６で支持するようにすれば、基体１０２の機械的強度を保ちつつ、薄肉部１０４の板厚を薄くすることができるので、薄肉部１０４の剛性を低下させることができ、圧電／
電歪素子１の変位量を増加させることができる。薄肉部１０４の板厚は、１μｍ以上１５μｍ以下であることが望ましい。この範囲を下回ると薄肉部１０４が損傷しやすくなるからである。また、この範囲を上回ると圧電／電歪素子１の変位量が減少する傾向にあるからである。
【００２４】
＜１−４ 圧電／電歪体膜１１２，１１６＞
圧電／電歪体膜１１２，１１６は、セラミック粉末の膜状成形体を焼成したセラミック焼成体である。
【００２５】
圧電／電歪体膜１１２，１１６は、圧電／電歪材料で構成される。圧電／電歪材料としては、鉛（Ｐｂ）系ペロブスカイト酸化物を採用することが望ましい。中でも、ジルコン酸チタン酸鉛（Ｐｂ（ＺｒxＴｉ1-x）Ｏ3 ）又はジルコン酸チタン酸鉛とニッケルニオブ酸鉛（Ｐｂ（Ｎｉ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3）、マグネシウムニオブ酸鉛（Ｐｂ（Ｍｇ1/3Ｎｂ2/3）Ｏ3）その他の鉛系複合ペロブスカイト酸化物との固溶体を主成分とするものを採用することが望ましい。
【００２６】
圧電／電歪体膜１１２，１１６の平面形状は、細長の矩形となっている。また、圧電／電歪体膜１１２，１１６は、中央部から電極膜１１０，１１４，１１８の端部に向かって膜厚が厚くなってゆき、電極膜１１０，１１４，１１８の端部から圧電／電歪体膜１１２，１１６の端部に向かって膜厚が薄くなってゆく膜厚分布を有している。このような膜厚分布を採用すれば、電極膜１１０，１１４，１１８の端部において圧電／電歪体膜１１２，１１６の膜厚が厚くなるので、絶縁破壊を防ぐことができるとともに、屈曲１次モードの腹において圧電／電歪体膜１１２，１１６の膜厚が薄くなり圧電／電歪体膜１１２，１１６の剛性が低下するので、圧電／電歪素子１の変位量を増加させることができる。
【００２７】
＜１−５ 電極膜１１０，１１４，１１８＞
電極膜１１０，１１４，１１８は、導電材料で構成される。電極膜１１０，１１４を構成する導電材料としては、白金（Ｐｔ）若しくはパラジウム（Ｐｄ）又はこれらを主成分とする合金を採用することが望ましい。ただし、圧電／電歪体膜１１２，１１６との共焼成が可能であれば、他の導電材料で電極膜１１０，１１４を構成してもよい。電極膜１１８を構成する導電材料としては、金（Ａｕ）又はこれを主成分とする合金を採用することが望ましい。
【００２８】
電極膜１１０と電極膜１１４とは、圧電／電歪体膜１１２を挟んで対向し、電極膜１１４と電極膜１１８とは、圧電／電歪体膜１１６を挟んで対向している。また、電極膜１１０と電極膜１１８とは、電気的に接続されている。これにより、外部電極となる電極膜１１０，１１８と内部電極となる電極膜１１４との間に駆動信号を印加すると、圧電／電歪体膜１１２，１１６を伸縮させ、屈曲振動領域１８２を屈曲振動させることができる。
【００２９】
＜１−６ 圧電／電歪素子１の製造方法＞
図２は、圧電／電歪素子１の製造方法を説明するフローチャートである。
【００３０】
図２に示すように、圧電／電歪素子１の製造にあたっては、まず、基体１０２を作製する（ステップＳ１０１）。
【００３１】
続いて、基体１０２の薄肉部１０４の上に積層体１０８を形成する（ステップＳ１０２〜Ｓ１０９）。
【００３２】
積層体１０８の形成にあたっては、まず、導電体ペーストを薄肉部１０４の上面にスクリーン印刷法で塗布し（ステップＳ１０２）、得られた塗布膜を基体１０２と一体的に焼成する（ステップＳ１０３）。これにより、基体１０２と一体化された電極膜１１０を形成することができる。
【００３３】
続いて、圧電／電歪体ペースト、導電体ペースト及び圧電／電歪体ペーストを電極膜１１０の上面にスクリーン印刷法で順次塗布し（ステップＳ１０４〜Ｓ１０６）、得られた塗布膜を基体１０２及び電極膜１１０と一体的に焼成する（ステップＳ１０７）。これにより、基体１０２及び電極膜１１０と一体化された圧電／電歪体膜１１２、電極膜１１４及び圧電／電歪体膜１１６を形成することができる。
【００３４】
その後、導電体ペーストを圧電／電歪体膜１１６の上面にスクリーン印刷法で塗布し（ステップＳ１０８）、得られた塗布膜を基体１０２、電極膜１１０、圧電／電歪体膜１１２、電極膜１１４及び圧電／電歪体膜１１６と一体的に焼成する（ステップＳ１０９）。これにより、基体１０２、電極膜１１０、圧電／電歪体膜１１２、電極膜１１４及び圧電／電歪体膜１１６と一体化された電極膜１１８を形成することができる。
【００３５】
最後に、電極膜１１０，１１８と電極膜１１４との間に電圧を印加して分極処理を行うことにより（ステップＳ１１０）、圧電／電歪素子１を得ることができる。
【００３６】
ここで、導電体ペーストは、導電材料の粉末、有機溶剤、分散剤及びバインダを混練して調製した流動性のある粘性物質である。また、圧電／電歪体ペーストは、圧電／電歪材料の粉末、有機溶剤、分散剤及びバインダを混練して調製した流動性のある粘性物質である。圧電／電歪材料の粉末は、圧電／電歪材料の構成元素の素原料の粉末の混合物を仮焼して粉砕することにより得た仮焼原料の粉末である。
【００３７】
＜１−７ 圧電／電歪体膜１１２の形成方法＞
図３〜図５は、圧電／電歪体膜１１２の形成方法を説明する模式図である。図３〜図５は、形成の途上の圧電／電歪体膜１１２の断面図となっている。なお、圧電／電歪体膜１１６は、圧電／電歪体膜１１２と同様の形成方法で形成することができる。
【００３８】
圧電／電歪体膜１１２の形成にあたっては、まず、図３に示すように、電極膜１１０の上面に圧電／電歪体ペーストの塗布膜２０２を形成する。塗布膜２０２は、圧電／電歪体ペーストをスクリーン印刷することにより形成する。このとき、スクリーン印刷を１回だけ行ってもよいし、スクリーン印刷を２回以上繰り返してもよい。
【００３９】
続いて、図４に示すように、塗布膜２０２の略平坦な上面にさらに圧電／電歪体ペーストの塗布膜２０４を形成する。塗布膜２０４は、塗布膜２０２の端部に沿って形成される。塗布膜２０４も、圧電／電歪体ペーストをスクリーン印刷することにより形成する。このとき、スクリーン印刷を１回だけ行ってもよいし、スクリーン印刷を２回以上繰り返してもよい。
【００４０】
このようにして重ねて形成された塗布膜２０２，２０４を焼成すると、図５に示すように、塗布膜２０２と塗布膜２０４とが一体化し、先述の膜厚分布を有する圧電／電歪体膜１１２を形成することができる。
【００４１】
＜１−８ メタルマスク版２１０，２３０の構造＞
図６〜図８は、塗布膜２０２の形成に使用するメタルマスク版２１０の模式図である。図６は、メタルマスク版２１０の平面図、図７は、図６のＡ−Ａに沿うメタルマスク版２１０の断面図、図８は、図６のＢ−Ｂに沿うメタルマスク版２１０の断面図となっている。
【００４２】
図６〜図８に示すように、メタルマスク版２１０は、金属板２１２の印刷面側に乳剤層２１４を付加した構造を有している。金属板２１２の透過領域２８２には、粘性物質を透過する開口２１６が形成され、乳剤層２１４の透過領域２８２にも、粘性物質を透過する開口２１８が形成されている。開口２１８の位置や平面形状は、開口２１６と同一である。したがって、メタルマスク版２１０のスキージ面に圧電／電歪体ペーストを供給しスキージ面に圧力を加えながらスキージを走行させると、スキージ面側に供給された圧電／電歪体ペーストを開口２１６，２１８から印刷面側に透過し開口２１６，２１８と同一の平面形状を有する圧電／電歪体ペーストのパターンを印刷面側にある被印刷面に印刷することができる。
【００４３】
乳剤層２１４は、粘性物質を透過しない非透過領域２８４に付加されている。このため、メタルマスク版２１０を使用して塗布膜２０２をスクリーン印刷すると、金属板２１２は被印刷面と接触せず、金属板２１２より柔らかい乳剤層２１４が被印刷面と接触するので、メタルマスク版２１０と被印刷面とを密着させることができ、圧電／電歪体ペーストのパターンのにじみを抑制することができる。
【００４４】
図９〜図１１は、塗布膜２０４の形成に使用するメタルマスク版２３０の模式図である。図９は、メタルマスク版２３０の平面図、図１０は、図９のＣ−Ｃに沿うメタルマスク版２３０の断面図、図１１は、図９のＤ−Ｄに沿うメタルマスク版２３０の断面図となっている。
【００４５】
図９〜図１１に示すように、メタルマスク版２３０は、金属板２３２の印刷面側に乳剤層２３４を付加した構造を有している。金属板２３２の透過領域２８８，２９０には、それぞれ、粘性物質を透過する開口２３６，２３８が形成され、乳剤層２３４の透過領域２８８，２９０にも、それぞれ、粘性物質を透過する開口２４０，２４２が形成されている。開口２４０の位置や平面形状は、開口２３６と同一であり、開口２４２の位置や平面形状は、開口２３８と同一である。したがって、メタルマスク版２３０のスキージ面に圧電／電歪体ペーストを供給しスキージ面に圧力を加えながらスキージを走行させると、スキージ面側に供給された圧電／電歪体ペーストを開口２３６，２４０及び開口２３８，２４２から印刷面側に透過し開口２３６，２４０及び開口２３８，２４２と同一の平面形状を有する圧電／電歪体ペーストのパターンを印刷面側にある被印刷面に印刷することができる。
【００４６】
乳剤層２３４は、粘性物質を透過しない非透過領域２８６に付加されている。このため、メタルマスク版２３０を使用して塗布膜２０４をスクリーン印刷すると、金属板２３２は被印刷面と接触せず、金属板２３２より柔らかい乳剤層２３４が被印刷面と接触するので、メタルマスク版２３０と被印刷面とを密着させることができ、圧電／電歪体ペーストのパターンのにじみを抑制することができる。
【００４７】
金属板２１２，２３２は、ステンレスの板である。ただし、このことは、ステンレス以外の材質を採用することを妨げるものではない。例えば、ニッケルの板を採用することができる。
【００４８】
また、乳剤層２１４，２３４は、乳剤（エマルジョン）の膜である。ただし、このことは、乳剤以外の材質を採用することを妨げるものでない。すなわち、乳剤層２１４，１３８が金属板２１２，１３６よりも柔らかい材質、例えば、樹脂で構成されていれば、被印刷面との密着性を向上するクッションの役割を果たすことができる。
【００４９】
＜１−９ メタルマスク版２３０の製造方法（製版方法）＞
図１２〜図１６は、メタルマスク版２３０の製造方法を説明する模式図である。図１２〜図１６は、製造の途上のメタルマスク版２３０の断面図となっている。なお、メタルマスク版２１０は、メタルマスク版２３０と同様の製造方法により製造することができる。
【００５０】
メタルマスク版２３０の製造にあたっては、まず、ステンレスの板材２５２にエキシマレーザ光２５４を照射して（図１２）、板材２５２の透過領域２８８，２９０にスキージ面側と印刷面側とを貫通する開口２３６，２３８を形成し、金属板２３２を得る（図１３）。このようにエキシマレーザ加工により開口２３６，２３８を形成することには、開口２３６，２３８の位置や平面形状の精度を向上することができるという利点があるが、このことは、エッチング加工により開口２３６，２３８を形成することを妨げるものではない。また、電鋳等のアディティブ法により開口２３６，２３８が形成された金属板２３２を作製してもよい。
【００５１】
続いて、金属板２３２の印刷面側に膜厚が略均一で金属板２３２より柔らかい乳剤膜２５６を貼り付けることにより、金属板２３２の印刷面側に金属板２３２の印刷面側を覆う乳剤膜２５６を付加する（図１４）。このように、流動性を有さない乳剤膜２５６を貼り付けることにより乳剤膜２５６を付加することには、開口２３６，２３８に流動性を有する乳剤が流れ込んで開口２３６，２３８が埋まってしまうことを防止することができるという利点がある。ただし、このことは、流動性を有する乳剤を塗布してから流動性を失わせることにより乳剤膜２５６を形成することを妨げるものではない。
【００５２】
さらに続いて、金属板２３２のスキージ面側からエキシマレーザ光２５８を照射し（図１５）、乳剤膜２５６のうち透過領域２８８，２９０に形成された部分を金属板２３２を遮蔽物としてエキシマレーザ光２５８で除去し、開口２４０，２４２を形成する（図１６）。このエキシマレーザ加工においては、金属板２３２を除去せず乳剤膜２５６を選択的に除去することができる強度のエキシマレーザ光を照射する。すなわち、このエキシマレーザ加工では、金属板２３２よりも乳剤膜２５６の方がエキシマレーザ光２５８で除去されやすいという性質を利用して、金属板２３２を遮蔽物として用い、金属板２３２に形成されている開口２３６，２３８の平面形状を乳剤膜２５６に転写する。なお、レーザ光としてエキシマレーザ光２５８を使用することは必須でなはく、炭酸ガスレーザ光、ＹＡＧ（Yttrium Aluminum Garnet）レーザ光その他のレーザ光を使用してもよい。
【００５３】
このような工程を経ることにより、除去されずに残った乳剤膜２６０が乳剤層２３４となり、図９〜図１１に示すメタルマスク版２３０を得ることができる。
【００５４】
このようなメタルマスク版２３０の製造方法によれば、金属板２３２に形成された開口２３６，２３８の位置と乳剤層２３４に形成された開口２４０，２４２の位置とのずれを防ぐことができるので、メタルマスク版２３０の寸法精度を向上することができる。すなわち、金属板２３２及び乳剤層２３４をフォトリソグラフィ等を利用して別々にパターニングした場合は、金属板２３２及び乳剤層２３４のパターニングの位置のずれに起因してメタルマスク版２３０の寸法精度が低下するが、このような製造方法によれば、メタルマスク版２３０の寸法精度を向上することができる。
【００５５】
＜２ 第２実施形態＞
第２実施形態は、第１実施形態に係る圧電／電歪体膜１１２の形成方法に代わる圧電／電歪体膜１１２の形成方法及び圧電／電歪体膜１１２の形成に使用するメタルマスク版３３０に関する。
【００５６】
＜２−１ 圧電／電歪体膜１１２の形成方法＞
図１７〜図１９は、圧電／電歪体膜１１２の形成方法を説明する模式図である。図１７〜図１９は、形成の途上の圧電／電歪体膜１１２の断面図となっている。
【００５７】
圧電／電歪体膜１１２の形成にあたっては、まず、図１７に示すように、電極膜１１０の上面に圧電／電歪体ペーストの塗布膜３０２を形成する。塗布膜３０２は、圧電／電歪体ペーストをスクリーン印刷することにより形成する。このとき、スクリーン印刷を１回だけ行ってもよいし、スクリーン印刷を２回以上繰り返してもよい。
【００５８】
続いて、図１８に示すように、塗布膜３０２の上面にさらに圧電／電歪体ペーストの塗布膜３０４を形成する。塗布膜３０４は、塗布膜３０２の端部に沿って形成される。塗布膜３０４も、圧電／電歪体ペーストをスクリーン印刷することにより形成する。このとき、スクリーン印刷を１回だけ行ってもよいし、スクリーン印刷を２回以上繰り返してもよい。
【００５９】
このようにして重ねて形成された塗布膜３０２，３０４を焼成すると、図１９に示すように、塗布膜３０２の上面の隆起が陥没するとともに塗布膜３０２と塗布膜３０４とが一体化し、先述の膜厚分布を有する圧電／電歪体膜１１２を形成することができる。
【００６０】
なお、塗布膜３０２の中央部の隆起は、スクリーン印刷の繰り返しの回数その他の理由によって生じうる。
【００６１】
＜２−２ メタルマスク版３３０の構造＞
図２０〜図２２は、塗布膜３０４の形成に使用するメタルマスク版３３０の模式図である。図２０は、メタルマスク版３３０の平面図、図２１は、図２０のＧ−Ｇに沿うメタルマスク版３３０の断面図、図２２は、図２０のＨ−Ｈに沿うメタルマスク版３３０の断面図となっている。なお、塗布膜３０２は、図６〜図８に示すメタルマスク版２１０を使用して形成することができる。
【００６２】
図２０〜図２２に示すように、メタルマスク版３３０は、金属板３３２の印刷面側に乳剤層３３４を付加した構造を有している。金属板３３２の透過領域３８８，３９０には、それぞれ、粘性物質を透過する開口３３６，３３８が形成され、乳剤層３３４の透過領域３８８，３９０及び非透過領域３８６にも、粘性物質を透過する開口３４０が形成されている。したがって、メタルマスク版３３０のスキージ面に圧電／電歪体ペーストを供給しスキージ面に圧力を加えながらスキージを走行させると、スキージ面側に供給された圧電／電歪体ペーストを開口３３６，３４０及び開口３３８，３４０から印刷面側に透過し開口３３６及び開口３３８と同一の平面形状を有する圧電／電歪体ペーストのパターンを印刷面側にある被印刷面に印刷することができる。
【００６３】
金属板３３２の板厚は、枠形の平面形状を有する金属板３４４と、矩形の平面形状を有する金属板３４６とで異なっており、被印刷面が隆起している中央部と対向する金属板３４６の板厚は、被印刷面が隆起していない非中央部に対向する金属板３４４よりも薄くなっている。このように被印刷面の凹凸に応じて層厚が変化する金属板３３２を備えるメタルマスク版３３０を使用することにより、メタルマスク版３３０と被印刷面との間の隙間に圧電／電歪体ペーストが流れ出すことを抑制することができるので、圧電／電歪体ペーストのパターンのにじみを抑制することができる。
【００６４】
乳剤層３３４は、粘性物質を透過しない非透過領域３８６，３８７の一部を占める非透過領域３８７に形成されている。このため、メタルマスク版３３０を使用して塗布膜３０４をスクリーン印刷すると、金属板３４４は被印刷面と接触せず、金属板３４４より柔らかい乳剤層３３４が被印刷面と接触するので、メタルマスク版３３０と被印刷面とを密着させることができ、圧電／電歪体ペーストのパターンのにじみをさらに抑制することができる。
【００６５】
金属板３３２は、ステンレスの板である。ただし、このことは、ステンレス以外の材質を採用することを妨げるものではない。例えば、ニッケルの板を採用することができる。
【００６６】
また、乳剤層３３４は、乳剤の膜である。ただし、このことは、乳剤以外の材質を採用することを妨げるものでない。すなわち、乳剤層３３４が金属板３３２よりも柔らかい材質、例えば、樹脂で構成されていれば、被印刷面との密着性を向上するクッションの役割を果たすことができる。
【００６７】
＜２−３ メタルマスク版３３０の製造方法（製版方法）＞
図２３〜図３５は、メタルマスク版３３０の製造方法を説明する模式図である。図２３〜図３５は、製造の途上のメタルマスク版３３０の断面図となっている。
【００６８】
メタルマスク版３３０の製造にあたっては、まず、ステンレスの板材３５２の印刷面側に感光性のレジスト液を塗布することにより、板材３５２の印刷面側に板材３５２の印刷面側を覆うレジスト膜３６２を形成する（図２３）。
【００６９】
続いて、透過領域３８８，３９０及び非透過領域３８６を遮蔽するフォトマスク３６４をレジスト膜３６２の印刷面側に設置し、フォトマスク３６４越しにレジスト膜３６２に光３６６を照射することにより（図２４）、非透過領域３８７に形成されたレジスト膜３６８を選択的に露光し、レジスト膜３６８を硬化させる（図２５）。そして、透過領域３８８，３９０及び非透過領域３８６に形成されたレジスト膜３７０を現像により除去し、板材３５２の透過領域３８８，３９０及び非透過領域３８６を露出させる（図２６）。
【００７０】
さらに続いて、除去されなかったレジスト膜３６８をエッチングマスクとして、板材３５２の透過領域３８８，３９０及び非透過領域３８６をスキージ面側と印刷面側とが貫通しないようにエッチングし、板材３５２の板厚を薄くするとともに、マスクの役割を終えたレジスト膜３６８を除去する（図２７）。
【００７１】
そして、スキージ面側から板材３５２にエキシマレーザ光３７２を照射して（図２８）、板材３５２の透過領域３８８，３９０にスキージ面側と印刷面側とを貫通する開口３３６，３３８を形成し、金属板３３２を得る（図２９）。
【００７２】
次に、金属板３３２の印刷面側に膜厚が略均一で金属板３３２より柔らかい感光性の乳剤膜３５６を貼り付けることにより、金属板３３２の印刷面側に金属板３３２の印刷面側を覆う乳剤膜３５６を付加する（図３０）。
【００７３】
続いて、非透過領域３８６を内包する領域３９２を遮蔽するフォトマスク３７４を乳剤膜３５６の印刷面側に設置し、フォトマスク３７４越しに乳剤膜３５６に光３７６を照射することにより（図３１）、領域３９２以外の領域に付加された乳剤膜３７８を選択的に露光し、乳剤膜３７８を硬化させる（図３２）。
【００７４】
さらに続いて、領域３９２に付加された乳剤膜３８０を現像により除去する（図３３）。このように乳剤膜３８０を除去するのは、非透過領域３８６に付加された乳剤膜は、金属板３３２によって遮蔽され、後述するエキシマレーザ光３５８で除去することができないため、あらかじめ除去しておく必要があるからである。ここで、フォトマスク３７４は、非透過領域３８６を遮蔽するだけでなく、非透過領域３８６に隣接する透過領域３８８，３９０を含む領域３９２を遮蔽することが望ましい。これにより、フォトマスク３７４の位置が若干ずれても非透過領域３８６に形成された乳剤膜を除去することができずに残ってしまうことを防止することができる。
【００７５】
そして、金属板３３２のスキージ面側からエキシマレーザ光３５８を照射し（図３４）、乳剤膜３７８のうち透過領域３８８，３９０に形成された部分を金属板３３２を遮蔽物としてエキシマレーザ光３５８で除去し、開口３４０を形成する（図３５）。このエキシマレーザ加工においては、金属板３３２を除去せず乳剤膜３７８のみを選択的に除去することができる強度のエキシマレーザ光を照射する。
【００７６】
このような工程を経ることにより、除去されずに残った乳剤膜３８０が乳剤層３３４となり、図２０〜図２２に示すメタルマスク版３３０を得ることができる。
【００７７】
＜３ その他＞
先述の説明では、圧電／電歪体ペーストを塗布する場合に使用するメタルマスク版２１０，２３０，３３０について説明したが、圧電／電歪体ペースト以外の粘性物質、例えば、導電体ペースト等を塗布する場合に使用するメタルマスク版並びにその製造方法も本発明に含まれる。
【００７８】
上記の説明は、全ての局面において例示であって、本発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。特に、第１実施形態及び第２実施形態において説明した技術を組み合わせることは当然に予定されている。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】圧電／電歪素子の断面図である。
【図２】圧電／電歪素子の製造方法を説明するフローチャートである。
【図３】圧電／電歪体膜の形成方法を説明する断面図である。
【図４】圧電／電歪体膜の形成方法を説明する断面図である。
【図５】圧電／電歪体膜の形成方法を説明する断面図である。
【図６】メタルマスク版の平面図である。
【図７】図６のＡ−Ａに沿うメタルマスク版の断面図である。
【図８】図６のＢ−Ｂに沿うメタルマスク版の断面図である。
【図９】メタルマスク版の平面図である。
【図１０】図９のＣ−Ｃに沿うメタルマスク版の断面図である。
【図１１】図９のＤ−Ｄに沿うメタルマスク版の断面図である。
【図１２】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図１３】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図１４】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図１５】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図１６】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図１７】圧電／電歪体膜の形成方法を説明する断面図である。
【図１８】圧電／電歪体膜の形成方法を説明する断面図である。
【図１９】圧電／電歪体膜の形成方法を説明する断面図である。
【図２０】メタルマスク版の平面図である。
【図２１】図２０のＧ−Ｇに沿うメタルマスク版の断面図である。
【図２２】図２０のＨ−Ｈに沿うメタルマスク版の断面図である。
【図２３】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図２４】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図２５】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図２６】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図２７】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図２８】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図２９】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図３０】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図３１】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図３２】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図３３】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図３４】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図３５】メタルマスク版の製造方法を説明する断面図である。
【図３６】従来のメタルマスク版の断面図である。
【符号の説明】
【００８０】
１ 圧電／電歪素子
１０２ 基体
１１２，１１６ 圧電／電歪体膜
１１０，１１４，１１８ 電極膜
２０２，２０４，３０２，３０４ 塗布膜
２１０，２３０，３３０ メタルマスク版
２１２，２３２，３３２ 金属板
２１４，２３４，３３４ 乳剤層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スキージ面側に供給された粘性物質を印刷面側に透過し被印刷面に粘性物質のパターンを印刷するメタルマスク版であって、
粘性物質を透過する開口が形成された金属板と、
前記金属板の印刷面側に付加され粘性物質を透過する開口が形成された、前記金属板より柔らかい層と、
を備えるメタルマスク版。
【請求項２】
スキージ面側に供給された粘性物質を印刷面側に透過し被印刷面に粘性物質のパターンを印刷するメタルマスク版の製造方法であって、
(a) 粘性物質を透過する開口が形成された金属板の印刷面側に前記金属板より柔らかい膜を付加する工程と、
(b) 前記工程(a)の後に、前記金属板のスキージ面側からレーザ光を照射し、前記膜のうち粘性物質を透過する透過領域に付加された部分を前記金属板を遮蔽物としてレーザ光で除去する工程と、
を備えるメタルマスク版の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のメタルマスク版の製造方法において、
前記工程(b)は、
前記金属板を除去せず前記膜を選択的に除去するレーザ光を照射するメタルマスク版の製造方法。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載のメタルマスク版の製造方法において、
前記工程(a)は、
流動性を有さない前記膜を前記金属板の印刷面側に貼り付けるメタルマスク版の製造方法。
【請求項１】
スキージ面側に供給された粘性物質を印刷面側に透過し被印刷面に粘性物質のパターンを印刷するメタルマスク版であって、
粘性物質を透過する開口が形成された金属板と、
前記金属板の印刷面側に付加され粘性物質を透過する開口が形成された、前記金属板より柔らかい層と、
を備えるメタルマスク版。
【請求項２】
スキージ面側に供給された粘性物質を印刷面側に透過し被印刷面に粘性物質のパターンを印刷するメタルマスク版の製造方法であって、
(a) 粘性物質を透過する開口が形成された金属板の印刷面側に前記金属板より柔らかい膜を付加する工程と、
(b) 前記工程(a)の後に、前記金属板のスキージ面側からレーザ光を照射し、前記膜のうち粘性物質を透過する透過領域に付加された部分を前記金属板を遮蔽物としてレーザ光で除去する工程と、
を備えるメタルマスク版の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載のメタルマスク版の製造方法において、
前記工程(b)は、
前記金属板を除去せず前記膜を選択的に除去するレーザ光を照射するメタルマスク版の製造方法。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載のメタルマスク版の製造方法において、
前記工程(a)は、
流動性を有さない前記膜を前記金属板の印刷面側に貼り付けるメタルマスク版の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【公開番号】特開２００９−１６６３９２（Ｐ２００９−１６６３９２Ａ）
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−８２１４（Ｐ２００８−８２１４）
【出願日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月３０日（２００９．７．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月１７日（２００８．１．１７）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
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