网版印刷用网状构件的制作方法

专利名称：网版印刷用网状构件的制作方法
技术领域：
本发明涉及在网版印刷中使用的网状构件，尤其是涉及使用了在太阳能电池的表面电极的印刷等中使用的高粘度膏剂的印刷中，实现没有印刷模糊，高低差少，且印刷位置精度高的印刷的网版印刷用网状构件。
背景技术：
网版印刷以层叠片状电容器等电子部件的制造为首，也利用在太阳能电池的表面电极即集电用主电极(汇流条)、集电用栅极电极(指形电极)的形成中。网版印刷中使用的印刷版(网版)使用将由金属或树脂(聚酯)构成的细线编织而成的网状构件。而且，在将不锈钢细线编织成的网状织物(以下，有时称为“金属网状织物”)的周边接合有将聚酯细线编织成的网状织物(以下，有时称为“聚酯网状织物”)的印刷版(组合掩模)也逐渐被广泛利用。 组合掩模是将编织聚酯细线而成的网状织物粘贴在铝制的型框上，之后，粘接金属网状织物，并将与干燥后金属网状织物重叠的部分的聚酯网状织物切断而成的。然后涂敷感光性乳剂，在金属网状织物上曝光 显影出目标的印刷图案，从而制作印刷版。在编织细线而成的网状织物中为相同厚度的情况下，开口率(后述图I所示的开口部的总计面积率)越高而透过的膏剂的量越多。在太阳能电池的表面电极的印刷等中利用开口率50 60 %左右的金属网状织物。如太阳能电池的表面电极的印刷那样在使用高粘度的膏剂来进行印刷宽度为IOOiim 2mm左右的印刷时,广泛地利用网版印刷(例如,专利文献I)。然而，在使用金属网状织物以高粘度的膏剂进行印刷时，容易残留网状痕，且存在印刷的高低差容易发生变动的问题。在太阳能电池的表面电极那样的集电用电极的情况下，当存在高低差的变动或电极高度低的部分时，电阻升高，因此要求能够进行尽量减少高低差的印刷的网状构件。另外，在太阳能电池的表面电极中，当增大受光面积并同时减小电极的电阻时，发电效率提高。因此，表面电极致力于尽量提高高宽比，即减小电极的宽度并增加电极高度。然而，当印刷宽度缩减至50 左右时，在使用了金属网状织物的网版印刷中，无法充分地喷出膏剂，因此印刷的电极的高度有时会降低。此外，金属网状织物已知在反复印刷时伸长，印刷位置发生错动。因此，在要求高印刷位置精度的印刷的情况下，存在在印刷次数少的阶段就需要更换印刷版这样的问题。图I是在网版印刷中通常使用的印刷版的局部放大说明图。将编织由金属或聚酯构成的细线I而成的网状构件(网状织物)粘贴在网版框(未图示)上，之后，在整面涂敷树脂4 (感光性乳剂)，利用掩模进行覆盖，仅对不进行印刷的部分进行曝光，使感光性乳剂4硬化，将要进行印刷的部分的感光性乳剂4除去，从而制作出印刷版5[图中，2表示网状构件的开口部(网状开口部)]。需要说明的是，树脂4(感光性乳剂)在大多数情况下比网状构件厚10 30iim左右。在网版印刷中，如图2(a) (C)所示，通过使刮板6移动而向印刷图案部3(参照所述图I)的网状开口部2填充膏剂7，并使膏剂7附着于印刷对象物8。在刮板6通过之后，利用印刷版的张力(拉力)使印刷版5(参照所述图I)与印刷对象物8分离，但膏剂7残留于印刷对象物8，从而印刷成除去了感光性乳剂4后的图案。刚印刷之后的膏剂7在与网状开口部2对应的部分厚且在与细线I对应的部分薄[图2 (b)]，但通过膏剂7的粘性和表面张力进行平坦化(调平)[图2 (c)]。此时，膏剂7越过印刷版5的网状开口部2而扩展。将该膏剂的扩展称为印刷的浸渗[图2(c)中，由7a表示]。需要说明的是，已知印刷膜厚(涂敷在印刷对象物8上的膏剂7的厚度dl)根据印刷版5的厚度和网状构件的开口率(开口部2的总计面积比率)来决定，在相同印刷面积的情况下，印刷膜厚(Pm)=印刷版的厚度(Um)X开口率(％)的关系成立。作为制造网状构件的方法，提出了利用电铸法使镍等堆积成网状的方法(例如，专利文献2、3)。然而已知利用电铸法制作的金属箔会产生强 度的变动，从而利用电铸法制作的网状物也可能会产生强度的变动。而且也考虑了将利用蚀刻等对镍等的电解箔进行了开孔加工后的部件作为网状构件，但与电铸法产生的网状构件同样地会产生强度的变动。与金属网状织物相比，为了提高膏剂的喷出性，而提出了利用金属掩模的方法。例如在专利文献4中提出了如下的金属掩模在太阳能电池的表面电极的印刷中，为了进一步提高膏剂的喷出性，而在金属板上设置开口部，并在开口之间覆盖比金属部分的厚度小的支承体部(有时称为“桥”)，来保持掩模并同时提高膏剂的喷出性。然而，在这种技术中，由于将印刷图案部连结的支承体部的存在，而在印刷宽度更小时，膏剂无法充分地旋入支承体部，从而可能无法充分得到支承体部的印刷高度。而且，当遮蔽部在开口部中以所谓岛状存在时，为了维持强度而需要增大支承体部的宽度或增加支承体部的个数，因此由于不喷出膏剂的支承体部而可能会产生印刷模糊。由此，需要一种即便使用了在太阳能电池的表面电极的印刷中使用的导电性银膏剂那样高粘度的膏剂的情况下，也能够进行没有印刷模糊且不易残留网状痕(即，电极的高低差少)的印刷，且印刷位置精度高的网版印刷用网状构件。在先技术文献专利文献专利文献I日本国特开2005-150540号公报专利文献2日本国专利第3516882号公报专利文献3日本国专利第2847746号公报专利文献4日本国特开2006-341547号公报

发明内容
本发明鉴于这种状况而作出，其目的在于提供一种即便在使用了高粘度的膏剂的情况下，也能够进行没有印刷模糊且高低差少的印刷，且能得到高印刷位置精度的网版印刷用网状构件。本发明包括以下的形态。(I) 一种网版印刷用网状构件，用于通过感光性乳剂来形成印刷图案，其中，所述网版印刷用网状构件由轧制金属箔构成，在与印刷对象物的印刷区域相当的轧制金属箔的部分上具有朝向印刷对象物变宽的多个孔，通过与所述印刷区域相当的轧制金属箔的部分的印刷对象物侧的线部最大宽度A和所述孔与孔的间隔B之比(A/B)所规定的最大线宽系数小于0. 40。(2)在⑴所述的网状构件中，所述轧制金属箔在与印刷对象物的印刷区域相当的部分以外还具有与印刷对象物的非印刷区域相当的部分，且在与该非印刷区域相当的部分未开设孔。(3)在⑴所述的网状构件中，所述轧制金属箔在与印刷对象物的印刷区域相当的部分以外还具有与印刷对象物的非印刷区域相当的部分，且在与该非印刷区域相当的部分上，以比与印刷区域相当的部分的孔的开口率小的开口率开设有多个孔。(4)在⑴ (3)中任一项所述的网状构件中，与所述印刷区域相当的轧制金属箔 的部分的印刷对象物侧的线部最大宽度A小于30 V- m。(5)在(I) ⑷中任一项所述的网状构件中，厚度为5 iim以上且30 iim以下。(6)在⑵ (5)中任一项所述的网状构件中，与所述印刷区域相当的轧制金属箔的部分和与该非印刷区域相当的轧制金属箔的部分的边界的轮廓的至少一部分带有圆角。(7)在⑴ (6)中任一项所述的网状构件中，构成线部的至少一面平坦。(8)在⑴ (7)中任一项所述的网状构件中，所述轧制金属箔由从不锈钢、钛、钛合金、镍、镍合金、铜、铜合金及铝合金组成的组中选择的I种构成。发明效果根据本发明的网版印刷用网状构件，由于适当地规定通过与印刷区域相当的轧制金属箔的部分的印刷对象物侧的线部最大宽度A和孔与孔的间隔B之比(A/B)所规定的最大线宽系数，因此即便在使用了高粘度的膏剂的情况下，也能够进行没有印刷模糊且高低差少的印刷，并且能够实现可得到高印刷位置精度的网版印刷用网状构件，这种网版印刷用网状构件以电子部件的制造为首，在太阳能电池的表面电极即集电用主电极(汇流条)或集电用栅极电极(指形电极)的形成中极其有用。


图I是在网版印刷中通常使用的印刷版的局部放大说明图。图2(a) (C)是用于说明现有技术的网版印刷中的膏剂的充填状态的图。图3是用于说明孔的开口形状的放大图。图4是用于说明孔的另一开口形状的放大图。图5是表示每单位宽度的最小截面积(mm2/Cm)与每单位宽度的拉伸强度(N/cm)的关系的图形。图6(a) (b)是表示本发明的网状构件的方式的一例的说明图。图7(a) (C)是表示本发明的网状构件的方式的另一例的说明图。图8是表示本发明的网状构件的方式的又一例的说明图。图9(a) (C)是用于说明使用了本发明的网状构件时的网版印刷中的膏剂的充填状态的图。
具体实施例方式本发明者们在现有技术的金属网状织物中，研究了印刷图案细的情况下无法进行良好的厚膜印刷的原因。制作了将不锈钢细线的网状织物[厚度35 ym，网眼数325(个/英寸)]与聚酯网状物组合成的组合掩模，利用能够拍摄高速运动图象的显微镜(株式会社今一工> ^制型号VW-6000)来观察印刷线宽为80 iim的网版印刷过程。此时，膏剂使用了导电性银膏剂(東洋〃 > 々製造株式会社制“RAFS”)。观察的结果是，判明了尤其是在金属网状织物的交叉部，膏剂的旋入变差，并且有膏剂残留于印刷后的金属网状织物的孔(开口部)的倾向。由于产生这种现象，而网状织物存在的部分的印刷高度降低，印刷高度产生变动(高低差)，印刷在印刷对象物上的膏剂的量减少，印刷高度降低。而且，膏剂残留于孔的原因认为是附着在不锈钢细线的交叉部上的膏剂受到表面张力的影响，在离版时与周边的膏剂一起附着于网状物的缘故。根据观察结果，为了解决金属网状织物的课题，而研究了在网版印刷时的离版之际以免膏剂残留于网状物的结构。为了得到没有金属网状织物那样的交叉部的网状构件，而尝试了利用蚀刻、激光加工、喷丸对轧制金属箔进行开孔加工。其结果是，从开口精度和开口速度的方面出发，判明了蚀刻最适合。需要说明的是，当利用蚀刻进行开孔加工时，在利用来自双面的蚀刻来进 行开孔的情况下，在孔的局部形成凸部，因此网版印刷时可能发生膏剂的滞留。因此，优选从一面利用蚀刻进行开孔加工。其结果是，孔的形状(外观形状)成为从一侧朝向另一侧变宽的形状，但通过以朝向印刷对象物变宽的方式形成孔，而能够避免膏剂滞留的事态。为了研究孔的外观形状朝向印刷对象物变宽的情况与成为垂直的情况下的膏剂的喷出性的不同，而进行了解析。解析方法使用气液二相非压缩性流动解析的水平集(Level Set)法，解析软件使用了 COMSOL社(瑞典)制“C0MS0L Multiphysics”。假定孔的外观形状朝向印刷对象物变宽的情况下的开口率在刮板面侧为38%，在印刷面侧(即，印刷对象物侧)为77% (两面的平均开口率为58%)，成为垂直的情况下的开口率在刮板面侧和印刷面侧均为58%。而且，假定网状构件的厚度为15 iim，膏剂的粘度为高粘度的200Pa S0解析的结果是，在孔的外观形状朝向印刷对象物变宽的情况下，在刮板通过后20msec，膏剂从网状构件完全喷出，相对于此，在成为垂直的情况下，即便在刮板通过后20msec，膏剂的一部分仍然附着在网状构件的印刷面侧。而且假定膏剂的粘度为IOOOPa *s时，在孔的外观形状朝向印刷对象物变宽的情况下，在刮板通过后20msec，膏剂从网状构件完全喷出，相对于此，在成为垂直的情况下，即便在刮板通过后25msec，膏剂的一部分仍然附着在网状构件的印刷面侧，喷出性之差更为显著。根据该解析结果可知，在使用高粘度膏剂进行网版印刷时，以孔的外观形状朝向印刷对象物变宽的方式进行孔加工的情况比垂直加工的情况的膏剂的喷出性良好。需要说明的是，印刷面侧的开口率与刮板面侧的开口率之差可以形成为5 80%左右。若考虑膏剂的喷出性等，则优选为20 50%左右。本发明者们对于厚度16iim的轧制不锈钢箔(東洋精箔株式会社制规格SUS304-H)，仅从一侧喷射蚀刻液而进行开孔加工，制作出网状构件。孔与孔的间隔(间距)为80iim[网眼数320(个/英寸)]。而且,一方的面的开口率为64%,另一面的开口率为32% (两面的开口率的平均为48%)。为了与通过金属网状织物构成的网状构件进行膏剂的喷出性的比较，而与金属网状织物的膏剂印刷过程的观察同样地使用显微镜进行了观察。其结果是判明，在通过轧制金属箔构成的网状构件(轧制金属箔网状构件)的情况下，膏剂的喷出比通过金属网状织物构成的网状构件均匀。而且，在轧制金属箔网状构件的情况下，在通过细线网状织物观察到那样的孔(开口部)未残留膏剂。需要说明的是，在孔朝向印刷面侧变宽的情况下及孔向印刷面侧变窄的情况下，均没有膏剂的残留。根据上述结果可知，在通过对轧制金属箔进行开孔加工而构成的网状构件的情况下，膏剂的喷出变得均勻，网版印刷后，开口部未残留膏剂。为了测定上述那样的轧制金属箔网状构件(厚度16i!m，间距80i!m)的印刷位置精度，而反复实施了印刷试验。制作出将轧制金属箔网状构件与聚酯网状织物接合的组合掩模，涂敷感光性乳剂，之后，对测试用印刷图案进行曝光 显影，制作出了印刷版。使用该印刷版，测定了 5000次的反复印刷后的印刷位置的结果是，印刷位置精度在15 y m以内。在金属网状织物的情况下，已知为30 iim左右的印刷位置精度，从而可知轧制金属箔网状 构件比金属网状织物的印刷位置精度高。接下来，研究了轧制金属箔网状构件的孔的扩展方向。在厚度21 iim的印刷物侧对于不锈钢轧制箔(東洋精箔株式会社制规格SUS304-H)从一侧利用蚀刻进行开孔加工，制作出轧制金属箔网状构件，利用以孔朝向印刷面侧变宽的方式制作印刷版的情况和以孔向印刷面侧变窄的方式制作印刷版的情况，进行了印刷试验。需要说明的是，网状构件的一方的面的开口率为73%，另一面的开口率为37% (两面的开口率的平均为55%)。其结果是，在孔朝向印刷面侧变宽的网状构件中，能够进行良好的印刷，但孔向印刷面侧变窄的网状构件的印刷模糊，未能进行良好的印刷。根据上述结果，在本发明的网状构件中，孔的外观形状以朝向印刷对象物变宽的方式形成。本发明者们为了评价轧制金属箔网状构件的印刷性，也实施了印刷试验。对于厚度16 ii m和21 ii m的不锈钢轧制箔(東洋精箔株式会社制规格SUS304-H)从一侧利用蚀刻进行开孔加工(孔的形状参照后述图3)，制作了开口部的间距和开口率不同的网状构件。需要说明的是，从一侧蚀刻的结果是，喷射了蚀刻液的一侧的开口率高，相反面开口率低。将所述网状构件和粘贴在铝框上的聚酯细线网状物以开口率高的面成为印刷对象物侧的方式接合，制作出了组合掩模。在涂敷了感光性乳剂之后，制作出印刷图案宽度SOym的印刷版。使用这些印刷版和导电性银膏剂(東洋〃 > 々製造株式会社制“RAFS”)进行印刷试验，评价了印刷线是否存在模糊(断线)。在基于光学显微镜的观察下，印刷线没有印刷模糊(断线)的情况判定为良好(〇)，存在印刷模糊的情况判定为不良(X)。其结果如下述表I (试验No. I 8)所示。需要说明的是，下述表I所示的开口率(印刷面侧的开口率)是根据印刷面侧的开口宽度(孔的开口宽度Pm)2/间距(Um)2XlOO(W)而计算出的值。而且，如本发明的网状构件那样在孔的形状朝向印刷面侧(印刷对象物侧)变宽的情况下，开口率在印刷面侧与刮板侧不同。只要未作特别说明，这种网状构件的开口率就是印刷面侧的开口率与刮板侧的开口率的平均值。表I
权利要求
1.一种网版印刷用网状构件，用于通过感光性乳剂来形成印刷图案，其中， 所述网版印刷用网状构件由轧制金属箔构成，在与印刷对象物的印刷区域相当的轧制金属箔的部分上具有朝向印刷对象物变宽的多个孔，通过与所述印刷区域相当的轧制金属箔的部分的印刷对象物侧的线部最大宽度A和所述孔与孔的间隔B之比A/B所规定的最大线宽系数小于0. 40。
2.根据权利要求I所述的网状构件，其中， 所述轧制金属箔除了具有与印刷对象物的印刷区域相当的部分以外，还具有与印刷对象物的非印刷区域相当的部分，且在与该非印刷区域相当的部分未开设孔。
3.根据权利要求I所述的网状构件，其中， 所述轧制金属箔除了具有与印刷对象物的印刷区域相当的部分以外，还具有与印刷对象物的非印刷区域相当的部分，且在与该非印刷区域相当的部分，以比与印刷区域相当的部分的孔的开口率小的开口率开设有多个孔。
4.根据权利要求I所述的网状构件，其中， 与所述印刷区域相当的轧制金属箔的部分的印刷对象物侧的线部最大宽度A小于30 u m0
5.根据权利要求I所述的网状构件，其中， 网状构件的厚度为5 ii m以上且30 ii m以下。
6.根据权利要求2所述的网状构件，其中， 与所述印刷区域相当的轧制金属箔的部分和与该非印刷区域相当的轧制金属箔的部分的边界的轮廓的至少一部分带有圆角。
7.根据权利要求3所述的网状构件，其中， 与所述印刷区域相当的轧制金属箔的部分和与该非印刷区域相当的轧制金属箔的部分的边界的轮廓的至少一部分带有圆角。
8.根据权利要求I所述的网状构件，其中， 构成线部的至少一面平坦。
9.根据权利要求I所述的网状构件，其中， 所述轧制金属箔由从不锈钢、钛、钛合金、镍、镍合金、铜、铜合金及铝合金所组成的组中选择的I种构成。
全文摘要
提供一种即便在使用了高粘度的膏剂的情况下，也能够进行没有印刷模糊、高低差少的印刷，且能得到高印刷位置精度的网版印刷用网状构件。本发明涉及一种网版印刷用网状构件，用于通过感光性乳剂来形成印刷图案，其中，所述网版印刷用网状构件由轧制金属箔构成，在与印刷对象物的印刷区域相当的轧制金属箔的部分上具有朝向印刷对象物变宽的多个孔，通过与所述印刷区域相当的轧制金属箔的部分的印刷对象物侧的线部最大宽度A和所述孔与孔的间隔B之比A/B所规定的最大线宽系数小于0.40。
文档编号B41N1/24GK102762386SQ2011800100
公开日2012年10月31日 申请日期2011年2月25日 优先权日2010年2月26日
发明者古保里隆, 吉川一男, 高冈启吾 申请人:株式会社钢臂功科研