专利名称：丝网印刷用网状构件的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于丝网印刷的网状构件，特别是涉及在使用了用于太阳能电池的表面电极的印刷等的高粘度膏体的印刷中，用于实现即使在减小(细化)印刷图案的宽度时，印刷高度也高，并且印刷宽度的偏差 也小的印刷的丝网印刷用网状构件。
背景技术：
丝网印刷，以叠片形电容器等的电子部件的制造为首，也利用于作为太阳能电池的表面电极的集电用主电极(汇流条)和集电用栅电极(指状电极)的形成。在丝网印刷所使用的印刷版(丝网版)中，使用的是编织由金属或树脂(聚酯)构成的细线而形成的网状构件。另外，在编织不锈钢细线而形成的网状织物(以下，称为“金属网状织物”)的周边，接合编织聚酯细线而形成的网状织物(以下，称为“聚酯网状织物”)，由此而形成的印刷版(组合蒙片)也被广泛利用。制作组合蒙片时，首先，将金属网状织物粘接于蒙在铝制的模框上的聚酯网状织物上，干燥后，切断与金属网状织物重叠的部分的聚酯网状织物。其后，涂布感光性乳剂，在金属网状织物上使目标印刷图案曝光/显影，由此制作组合蒙片。编织细线而形成的网状织物具有相同的厚度时，网状织物的开口率(图I所示的网状开口部2的合计面积率)越高，透过的膏体的量越多。在太阳能电池的表面电极的印刷等之中，利用的是开口率50 60 %左右的金属网状织物。为了电子部件的小型化和太阳能电池的发电效率的提高，用于使通过丝网印刷来印刷的电极的宽度细且高的努力在进行。电极的电阻值依赖于截面积，因此，为了电子部件的小型化，和加大太阳能电池的光接收面积而提高发电效率，需要使电极细且高而尽量增大截面积，以使电极的电阻值不变高。但是，使用金属网状织物进行印刷时，存在网状痕迹容易残留，印刷的高低差容易出现偏差这样的问题。另外，印刷后(通过印刷用刮刀(7 ^一 ^squeegee)后)，在印刷版的网状织物的细线交叉的部分残存膏体，印刷(电极)高度变低。因此，在进一步缩小印刷图案宽度时，容易发生印刷褪色，在电极高度低的部分存在。在这种情况下，得不到目标电阻值。图I是丝网印刷通常所使用的印刷版的一部分放大说明图。在图I中，编织由金属和聚酯构成的细线I而形成，并且具有开口部2的网状构件(网状织物)被蒙在丝网框上(未图示)。其后，全面涂布感光性乳剂(树脂)4并由蒙片覆盖，只对未印刷的部分进行曝光而使感光性乳剂4硬化。然后，通过除去想要印刷的部分的感光性乳剂4，制作印刷版5。在丝网印刷中，如图2(a)所示，通过使刮刀6移动，在印刷图案部3(参照图I)的开口部2填充膏体7，并且在印刷对象物8上附着膏体7。刮刀6通过后，借用印刷版的张力(张力tension)，印刷版5(参照图I)从印刷对象物8分离，但膏体7残留在印刷对象物8上。之后，如除去了感光性乳剂4的印刷图案部3的图案得到印刷。印刷之后的膏体7，在开口部2所对应的部分厚，在细线I所对应的部分薄(图2(b))。其后，膏体7因为膏体7的粘性和表面张力而平坦化(流平)(图2(c))。这时，膏体7越过印刷版5的开口部2而蔓延。该膏体的蔓延，在图2(c)中，由符号7a表示，称为印刷的渗出。还有，印刷膜厚(涂布在印刷对象物8上的膏体7的厚度dl)，由印刷版5的厚度和网状构件的开口率(开口部2的合计面积比率)决定。印刷面积相同时，可知以下的关系成立。印刷膜厚(μ m)=印刷版的厚度(μ m) X开口率(％ )如果使用表面没有凹凸的网状构件，则网状痕难以残留，可期待能够减少印刷的高低差。作为制造表面没有凹凸的的网状构件的方法，提出有通过电铸法使镍等网状堆积的方法(例如，专利文献1、2)。但是，可知由电铸法制作的金属箔上产生强度的偏差，在由电铸法制作的网状构件上也有可能产生强度的偏差。另外还考虑在镍等的电解箔以蚀刻等进行开孔加工而制造网状构件，但与电铸法形成的网状构件一样，有可能产生强度的偏差。
先行技术文献专利文献专利文献I :日本国专利第3516882号公报专利文献2 :日本国专利第2847746号公报
发明内容
本发明鉴于这样的状况而形成，其目的在于，提供一种丝网印刷用网状构件，其即使在利用太阳能电池的表面电极的印刷所使用的导电性银膏这样高粘度的膏体而减小(细化)印刷图案的宽度时，也能够实现印刷高度高且印刷宽度的偏差小的印刷，并且具有需要而均匀的强度。能够解决上述课题的本发明的丝网印刷用网状构件，是以感光性乳剂用于形成印刷图案的丝网印刷用网状构件，其具有如下几点要旨所述丝网印刷用网状构件由轧制金属箔形成，所述轧制金属箔具有相当于印刷对象物的印刷区域的部分和相当于印刷对象物的非印刷区域的部分，在相当于所述印刷区域的部分，具有朝向印刷对象物而扩展的这种形状的多个孔配置成一列，并且，设有分离相邻的所述孔的线部彼此没有交叉的区域。在本发明的丝网印刷用网状构件中，对于从相当于所述印刷区域的部分切下的宽15mm且标点距离IOOmm的试验片，以拉伸速度IOmm/分钟进行拉伸试验，将这时的断裂载荷(N)换算成所述试验片的每Icm宽度的抗拉强度为20N/cm以上。本发明的丝网印刷用网状构件，包括在相当于非印刷区域的部分没有形成孔的。另外，本发明的丝网印刷用网状构件还包括，在相当于所述非印刷区域的部分形成有大量的孔，相当于所述非印刷区域的部分的孔的开口率，比相当于所述印刷区域的部分的孔的开口率小的等等。本发明的丝网印刷用网状构件，优选厚度为5μπι以上且30μπι以下。另外，本发明的丝网印刷用网状构件，优选相当于所述印刷区域的部分和相当于所述非印刷区域的部分的边界的轮廓的至少一部分带有圆弧。另外，本发明的丝网印刷用网状构件，优选所述线部的至少一面平坦。作为本发明的丝网印刷用网状构件的原材的轧制金属箔没有特别限定，可列举不锈钢、钛或钛合金、镍或镍合金、铜或铜合金和招合金的任意一种。
根据本发明的丝网印刷用网状构件，即便使用高粘度的膏体时，也能够实现印刷高度高，且印刷宽度的偏差小的印刷，并且能够实现具有需要而均匀的强度的丝网印刷用网状构件。本发明的丝网印刷用网状构件，以电子部件的制造为首，对于作为太阳能电池的表面电极的集电用主电极(汇流条)和集电用栅电极(指状电极)的形成极为有用。
图I是丝网印刷通常所使用的印刷版的部分放大说明图。图2(a) (b) (C)是用于说明现有技术中的丝网印刷的膏体的填充状态的图。图3是说明构成网状构件的线部的交叉部分的存在对断线数量造成影响的状况的图。图4是表示图3所示的线宽B达印刷宽度A的50%以上的部分(线宽为印刷宽度 的50%以上且在印刷宽度以上)的位置数量和断线数量的关系的标绘图。图5是用于说明现有的网状构件的孔的开口形状的放大图。图6是表示本发明的网状构件的方式的一例的说明图。图7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是表示本发明的网状构件的方式的其他例的说明图。图10是表示比较品的网状构件的方式的一例的说明图。图11 (a)是表示本发明的网状构件的方式的另一例的说明图，(b)是表示在(a)的网状构件上涂布有感光性乳剂的状态的图。图12(a) (b)是表示本发明的网状构件的孔的开口形状的一例的说明图。图13(a) (b) (c) (d)是表示本发明的网状构件的孔的开口形状的各种示例的说明图。图14是表示本发明的网状构件的方式的又一例的说明图。图15(a) (b) (c)是用于说明使用本发明的网状构件时的丝网印刷的膏体的填充状态的图。图16表示将实施例I所得到的网状构件的一部分放大了的形状，是基于照片的参考图。图17表示将实施例2所得到的网状构件的一部分放大了的形状，是基于照片的参考图。
具体实施例方式本发明者们，使用在轧制金属箔上进行了开孔加工的网状构件(轧制金属箔网构件)，和由不锈钢细线编织成的网状织物所构成的网状构件，观察高粘度的膏体的流出状况。其结果判明，根据轧制金属箔网构件，与网状织物所构成的网状构件相比，膏体的流出状况均匀。另外，在网状织物的开口部观察到膏体的残存，但在轧制金属箔网构件的孔(开口部)没有膏体残存。如此，根据轧制金属箔网构件，膏体的流出均匀，且在开口部没有膏体残存，因此能够进行高低差少的印刷。但是，若使用轧制金属箔网构件，在印刷图案的宽度狭窄时，会发生印刷褪色。
本发明者们为了分析这一现象发生的原因，在厚度21 μ m的不锈钢轧制箔(东洋精箔株式会社制，规格SUS304-H)上，以网眼数量250或320 (个/英寸)、开口率50 62%、斜纹路22. 5度或57. 5度的方式进行开孔加工，制作网状构件。使用这些网状构件，本发明者们，分别制作印刷图案部的宽度(印刷图案宽度)为40 μ m、60 μ m、80 μ m、100 μ m的印刷版。还有，在本发明中，“斜纹路”意思是网状构件的线部la(参照图5)的方向与印刷方向(图14的左右方向)的夹角。本发明者们，使用这些印刷版和太阳能电池用银膏体进行印刷试验，测量印刷后的每Icm印刷长度的印刷褪色处的数量(断线数量)。测量的结果是，印刷图案宽度为100 μ m、80 μ m时，断线几乎未发生。但是，随着印刷图案宽变细达60 μ m、40 μ m,断线数量则变多，印刷图案宽度为40 μ m时，断线数量达到最大。因此，本发明者们，以显微镜(株式会社々一二制，型号VHX-2000)观察印刷版，分析对断线数量造成影响的要因。分析的结果判明，构成网状构件的线部的交叉部分存在于印刷图案部时，印刷图案宽度(印刷宽度)的50%以上由线部堵塞，并且堵塞部分的长度为印刷图案宽度以上的位置的数量，与印刷褪色的位置数量(断线数量)之间，存在正相 关关系。图3是说明构成网状构件的线部Ia的交叉部分9的存在对于断线数量造成影响的状况的图。图3中，A表示印刷图案宽度(印刷宽度)，B表示由线部Ia堵塞的宽度，C表示B (由线部Ia堵塞的宽度线宽)为A的50%以上的部分的长度。图4表示线宽B为印刷宽度A的50%以上，且线宽B为印刷宽度A以上的部分的位置数量和断线数量的关系(但是，因为印刷图案宽为100 μ m、80 μ m的没有发生断线，所以未图示)。由这些结果能够进行如下考察。即，线部Ia堵塞印刷图案宽度A的50%以上的位置，全部是网状构件的线部Ia交叉的部分(交叉部分9)存在于印刷图案A内的位置。因此，如果使网状构件的线部Ia的交叉部分9细小，则预想能够实现没有印刷褪色的印刷。但是，若大幅缩小线部Ia的交叉部分9，则强度降低，在印刷版制作时和印刷时有可以发生断裂。因此，本发明者们进一步研究用于消除线部Ia的交叉部分9的影响的方法。现有的网状构件，一般如图5所示，线部Ia形成格子状态而具有交叉部分9。但是，在这样的网状构件中，会产生上述这样的问题。因此本发明者们想到，在用于印刷图案的区域(相当于印刷对象物的印刷区域的部分以下，仅称为“印刷区域相当部分”)，没有线部Ia的交叉部分9的网状构件。图6是表示本发明的网状构件的方式的一例的说明图。本发明的网状构件，如图6所示，将印刷区域的孔2配置成一列，在印刷区域相当部分不存在线部Ia交叉的部分，由此可以实现膏体的流出性良好的网状构件。由于膏体的流出均匀且良好，即使在细化印刷图案宽度时，印刷高度也很高(没有印刷褪色)，没有高低差，此外印刷宽度的偏差也少。另夕卜，只在印刷区域相当部分进行开孔加工，在周边的非印刷区域相当部分(相当于印刷对象物的非印刷区域的部分)不开孔，或在非印刷区域相当部分，以比印刷区域相当部分低的开口率进行开孔，由此能够维持作为网状构件的强度。图7表示这样的网状构件的一例的俯视图(非印刷区域相当部分12的孔未图示)。另外，在印刷区域相当部分11的至少一部分，如果像上述这样将孔2配置成一列，则能够发挥本发明的效果。图8表示孔只在印刷区域相当部分11的一部分(图中右侧)被配置成一列而不形成线部的交叉部分的网状构件的一例的俯视图(非印刷区域相当部分12的孔未图示)。在图8中，在印刷区域相当部分11的其他一部(图中左侧)，形成有线部的交叉部分。还有，在本发明，所谓“配置成一列”，意思是如图6 8所示，孔2沿同一方向并排排列。为了确认本发明的网状构件(S卩，不具有线部Ia的交叉部分9的网状构件)的有效性，对于厚度21 μ m的不锈钢轧制箔(东洋精箔株式会社制，规格SUS304-H)，以使印刷区域的孔2以四角形成为一列的方式，从一侧通过蚀刻进行加工，制作轧制金属箔网构件。该轧制金属箔网构件的线宽为15 μ m，开口宽85 μ m，网眼数量250 (个/英寸)。这一本发明的轧制金属箔网构件(发明品)，在图9(非印刷区域的孔未图示)作为俯视图显示。另外，作为比较品，制作在印刷区域(印刷图案宽度宽的印刷区域和印刷图案宽度窄的印刷区域)，排列多个四角形的孔2，并且具有线部Ia的交叉部分9的轧制金属箔网。该比较品的轧制金属箔网构件，在图10(非印刷区域的孔未图示)作为俯视图显示。还有，没有线部的交叉部分的本发明的网状构件(图9)的斜纹路为O度，有交叉部分9的比较品(图10)的斜纹路为22. 5度。使用这些轧制金属箔网构件制作印刷图案宽度40μπι的印刷版，使用太阳能电池用银膏体实施印刷试验。印刷的电极，以显微镜(今一二 > 7制型式VHK-2000)分别观察各3个，由此测量每Icm电极长度的印刷褪色的位置数量(断线数量)。其结果显示在表I中。表I·
有无线部的交叉印刷褪色的位置数量(断线数量)(个八m)__
sT电极(I)电极(2)电极C3)干灼
有(比较品)16182419
无(发明品) O__O__O__O_据此结果能够进如下考察。因为比较品在印刷图案内具有线部Ia的交叉部分9，所以在这部分膏体无法充分迂回进入网状构件的线部的下侧，从而发生印刷褪色。另一方面，发明品的网状构件，因为没有线部Ia的交叉部分9，所以膏体充分转入线部的下侧，印刷褪色没有发生。网状构件的孔(开口)2的形状(开口形状)为正方形时(图6、9)，在曝光印刷图案时，曝光位置(即，感光性乳剂的涂布位置)从印刷区域偏离，有可能形成不像设计那样的印刷图案。另外，若印刷图案从印刷区域偏离而进入非印刷区域，则膏体不流出。因此，优选孔2具有比印刷图案宽度大的开口宽度。图11(a)是网状构件的俯视图，图11(b)是表示在图11(a)的网状构件上涂布感光性乳剂的状态的图。在没有印刷区域相当部分的线部Ia的交叉部分9的区域，如果使孔2的形状为长方形，则能够维持强度，并且即使曝光印刷图案的位置有一些偏离，也能够在印刷区域涂布感光性乳剂4(图11b)，能够形成印刷图案。为了避免将网状构件蒙在铝框上时以及印刷中的刮刀造成的印压时的应力集中，优选在印刷区域相当部分11，对于没有线部的交叉部分的区域的孔2的角赋予R形状。图12(a)表示孔2的开口形状为长方形的情况，图12(b)表示孔2具有R形状的情况。另外，孔2的开口形状，不限定为平行配置正方形和长方形。例如，也可以将平行四边形的孔2(图13(a))和梯形(图13(c))的孔2配置成一列，也可以使长方形的孔2倾斜而配置成一列(图13 (b))，也可以使长方形弯曲而配置(图13 (d))，能够采用各种各样的形状。这些形状考虑印刷图案的形状和宽度等选定即可。如图14所示，若相当于印刷区域的轧制金属箔的部分(印刷区域相当部分11)和相当于非印刷区域的轧制金属箔的部分(非印刷区域相当部分)的边界的轮廓的至少一部分，以带有圆弧的方式形成，则能够降低张网纱时的应力集中，能够得到难以断裂的网状构件。特别能够期待的是，网状构件的厚度薄(20μπι左右以下)，开口率高，以更高的张力进行张网纱时，也能够防止断裂。
还有，印刷区域相当部分11和非印刷区域相当部分12的边界D，如图12(a) (b)所示，以印刷区域相当部分11的开口部2的端部为基准设定。该边界D为计算印刷区域相当部分11和非印刷区域相当部分12各自的开口率时的基准。本发明的网状构件，从既提高开口率又提高强度这一观点发出而构成。轧制金属箔除了具有相当于印刷对象物的印刷区域的部分(印刷区域相当部分)以外，还具有相当于印刷对象物的非印刷区域的部分(非印刷区域相当部分)，但本发明的网状构件，包括在非印刷区域相当部分没有开孔(即，开口率为0%)方式。另外，本发明的网状构件，还包括在非印刷区域相当部分开孔，但在非印刷区域相当部分的孔的开口率，比印刷区域相当部分的孔的开口率小的方式等。在轧制金属箔的非印刷区域相当部分未形成孔时，强度充分。但是，在这样的情况下，由于感光性乳剂的各类导致与轧制金属箔的粘接性降低，因此在反复印刷的途中有可能发生剥离。因此，非印刷区域相当部分的开口率，最好考虑感光性乳剂的粘接性(和对粘接性造成影响的轧制金属箔的各类等)而设定。另外，为了在网状构件的内部防止膏体滞留，使高粘度的膏体的流出性提高，轧制金属箔的厚度方向的孔2的形状，优选为进向印刷对象物8而扩大这样的形状(参照图15 (a))。还有，形成为孔2朝向印刷对象物8而扩大这样的形状时的网状构件的开口率，为刮刀面侧和印刷对象物面侧的开口率的平均值。若在网状构件的内有强度低的部分，则由于在铝框上张网纱时和印刷时的刮刀的压力而有龟裂进入，网整体可能发生断裂。网状构件之中强度最低的部分，是开口率最高的部分。因此，在网状构件的印刷区域相当部分之中，对于使开口率最高的部分成为标点距离的中央部而切下的、宽15mm且标点距离IOOmm的试验片，以拉伸速度IOmm/分钟进行拉伸试验，将这时的断裂载荷(N)换算成该试验片的每Icm宽度的抗拉强度，优选使其为20N/cm以上。实施用于确认印刷区域的线部的交叉部分的有无是否对抗拉强度造成影响的试验。在厚度21 μ m的不锈钢轧制箔(东洋精箔株式会社制，规格SUS304H)上，只对印刷区域进行开孔加工，制作在印刷区域没有线部的交叉部分的网状构件(发明品)，和有交叉部分的网状构件(比较品)。各网状构件的基本的形状，分别与图9、10相同。还有，线部的宽度均为50 μ m，开口宽度为150 μ m,网眼数量为125 (个/英寸)。另外没有线部的交叉部分的网状构件的斜纹路为O度,有交叉部分的网状构件的斜纹路为22. 5度。使印刷区域(开口)成为中央部，如此从各个网状构件上切下宽15mm、标点距离IOOmm的试验片，使用拉伸试验机(株式会社才I1 二 > f 々制)，以拉伸速度IOmm/分钟实施拉伸试验。单位宽度的抗拉强度，是将进行拉伸试验时的断裂载荷(N)换算成试验片的每Icm宽度而求得。其结果显示在表2中。由此可知，没有线部的交叉部分的情况(发明品)，与有线部的交叉部分的情况(比较品)具有同程度的抗拉强度。表2
权利要求
1.一种丝网印刷用网状构件，其特征在于，是用于通过感光性乳剂形成印刷图案的丝网印刷用网状构件，其中， 所述丝网印刷用网状构件由轧制金属箔形成， 所述轧制金属箔具有相当于印刷对象物的印刷区域的部分和相当于印刷对象物的非印刷区域的部分， 在所述相当于印刷区域的部分，将具有朝向印刷对象物扩大的形状的多个孔配置成一列，并且，设有分离相邻的所述孔的线部彼此不交叉的区域。
2.根据权利要求I所述的网状构件，其中，将以IOmm/分钟的拉伸速度对从所述相当于印刷区域的部分切下的宽度为15mm且标点距离为IOOmm的试验片进行拉伸试验而得到的断裂载荷(N)换算成所述试验片的每Icm的宽度的抗拉强度为20N/cm以上。
3.根据权利要求I或2所述的网状构件，其中，在所述相当于非印刷区域的部分不形成孔。
4.根据权利要求I或2所述的网状构件，其中，在所述相当于非印刷区域的部分形成有大量的孔，所述相当于非印刷区域的部分的孔的开口率比所述相当于印刷区域的部分的孔的开口率小。
5.根据权利要求I 4中任一项所述的网状构件，其中，厚度为5μ 以上且30μ m以下。
6.根据权利要求I 5中任一项所述的网状构件，其中，所述相当于印刷区域的部分和所述相当于非印刷区域的部分的边界的轮廓的至少一部分带有圆弧。
7.根据权利要求I 6中任一项所述的网状构件，其中，所述线部的至少一面是平坦的。
8.根据权利要求I 7中任一项所述的网状构件，其中，所述轧制金属箔由不锈钢、钛或钛合金、镍或镍合金、铜或铜合金和铝合金中的任意一种构成。
全文摘要
本发明提供一种丝网印刷用网状构件，其即使在利用高粘度的膏体，减小印刷图案的宽度时，也能够实现印刷高度高，且印刷宽度的偏差的小的印刷，并且具有需要而均匀的强度。本发明的丝网印刷用网状构件，是用于以感光性乳剂形成印刷图案的丝网印刷用网状构件，所述丝网印刷用网状构件由轧制金属箔形成，所述轧制金属箔，具有相当于印刷对象物的印刷区域的部分，和相当于印刷对象物的非印刷区域的部分。在相当于所述印刷区域的部分，具有朝向印刷对象物扩大的这一形状的多个孔配置成一列，并且，设有分离相邻的所述孔的线部彼此没有交叉的区域。
文档编号B41N1/24GK102933397SQ2011800279
公开日2013年2月13日 申请日期2011年6月16日 优先权日2010年6月16日
发明者高冈启吾, 古保里隆 申请人:株式会社钢臂功科研