JPH01209137A - スクリーン印刷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、スクリーン印刷装置、たとえば、ハイブリッ
ドＩＣ用基板の製造において、基板主面に導体層や誘電
体層等を印刷する技術に通用して有効な技術に関する。

〔従来の技術〕

混成集積回路装置（ハイブリッドＩＣ）に組み込まれる
基板（セラミック多層配線基板等）は、たとえば、工業
調査会発行「電子材料Ｊ　１９８４年５月号、昭和５９
年５月１日発行、Ｐ７７〜Ｐ８２に記載されているよう
に、スクリーン印刷装置によって製造されている。この
文献には、印刷ｌｌＫ厚のコントロールにおいては、適
切なスクリーンを用いることが第１ではあるが、印刷膜
厚をある程度調節できる他の因子には、スキージのアタ
ック角、スキージの硬度、印刷速度、スキージ圧などが
ある。・・・旨記載されている。

一方、スキージとしては、たとえば、工業調査会発行「
電子材料Ｊ　１９８４年３月号、昭和５９年３月１日発
行、広告頁８２６に記載されているように、断面が短冊
状のもの、先端が尖ったもの。

正方形のものがある。

他方、スキージのアタック角を調整できるスクリーン印
刷装置としては、第１Ｏ図に示されるようなものがある
。すなわち、このスキージ位置調整のスクリーン印刷装
置では、短冊状のスキージ１はその上部でスキージホル
ダー２に固定されている。このスキージホルダー２は上
面が半円形の曲面３となる細長体となっていて、この曲
面３を介してスクリーン印刷装置に固定される固定部４
の半円形状溝５に嵌合するようになっている。また、こ
の固定部４には挿脱自在のピン６が設けられている。そ
して、このピン６は、前記スキージホルダー２の曲面３
に設けられた孔７に挿入されるようになっている。前記
孔７は曲面３０円周方向に沿って複数設けられている。

したがって、前記ピン６に対する孔７を変えることによ
って、すなわち、スキージホルダー２を固定部４に対し
て摺動させて、ピン６に対して所定の孔７を選択すれば
、スキージ１のスキージアタック角（θ）を変化させる
ことができる。なお、このようなアタック角を調整でき
るスクリーン印刷装置を記載した文献として、「電子技
術Ｊ　１９８６−１１、臨時増刊号がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

スクリーン印刷法による厚膜基板印刷は、印刷パターン
の微細化、複雑化（多層化）、高密度化の傾向にある。

このため、スクリーンを透過させて基板主面に送り込む
ペーストインクの投下量の制御、すなわち、印刷ペース
トの膜厚の高精度の制御は、多層印刷化とも相俟ってよ
り重要な課題となってきている。

スキージをそのままスクリーン印刷装置に取り付ける方
法では、たとえば、第８図のような正方形断面スキージ
８ではアタック角は４５°となり、第９図のような先端
が尖った先鋭スキージ９ではアタック角は６０°と固定
される。

そこで、アタック角を変更調整して、より好ましい印刷
条件で印刷を行う装置として前述のように、ピンとこの
ピンが挿し込まれる孔との組み合わせを変更させる構造
がある。

しかし、これら従来のスクリーン印刷装置では、アタッ
ク角は調整できたとしても固定的である。

したがって、従来のスクリーン印刷装置では、印刷パタ
ーンの微細化、多層印刷化に伴う印刷ペーストの膜厚の
高精度化には、以下の理由により対処できないことが本
発明者によってあきらかにされた。

すなわち、ペースト印刷は、使用するペーストや他の機
材がいつもと同じであっても、温度や湿度等が変化した
りすれば、その印刷状態も微妙に変化する。したがって
、従来のように、スキージが所定のアタック角度に固定
されている構造あるいは、アタック角度が調整できる構
造であってもアタック角度は所定角度のみであり、実質
的にアタック角度が固定的である場合には、印刷条件の
微妙な調整はできず、最適のペースト印刷条件を得るこ
とはでき難い。

本発明の目的は、ペースト印刷の膜厚の調整が高精度に
行えるスクリーン印刷装置を提供することにある。

゛　本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴
は、本明細書の記述および添付図面からあきらかになる
であろう。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、本発明のスクリーン印刷装置にあっては、ス
キージホルダーは、スクリーン印刷装置に取り付けられ
る取付ホルダーと、この取付ホルダーに半円形曲面を介
して接触しかつスキージを保持する可動ホルダーとから
なっていて、可動ホルダーは所望の取付位置状態で前記
取付ホルダーに一対のボルトおよびナツトを介して固定
されている。

〔作用〕

上記した手段によれば、本発明のスクリーン印刷装置に
あっては、スキージはスキージホルダーの可動ホルダー
に保持されているとともに、この可動ホルダーはスキー
ジホルダーの取付ホルダーに半円形曲面を介しかつ一対
のボルトおよびナツトの相互の締め付けによって固定さ
れている構造となっているため、前記ナンドを緩めるこ
とによって、前記取付ホルダーに対する可動ホルダーの
取付状態、すなわち、スキージの取付位置を調整できる
ことから、いつでもスキージのアタック角を所望値に設
定できるため、印刷されるペーストの膜厚の制御性が高
くなる。

（実施例〕 第１図は本発明の一実施例によるスクリーン印刷装置に
おけるスキージおよびスキージホルダーを示す模式的分
解図、第２図は同じくスキージおよびスキージホルダー
を示す正面図、第３図は同じくスキージ位置調整が行わ
れたスキージホルダーを示す模式図、第４図は同じくス
クリーン印刷装置の要部を示す斜視図、第５図は単層配
線構造の基板を示す断面図、第６図は同じく多層配線構
造の基板を示す断面図、第７図は本発明のスクリーン印
刷装置によって形成された多層配線構造の基板を示す断
面図である。

本発明によるスクリーン印刷装置におけるスキージホル
ダー２は、第１図にその概要を示すように、スクリーン
印刷装置に取り付けられる取付ホルダー１１と、この取
付ホルダー１１に取り付けられる可動ボルダ−１２とか
らなっている。この可動ホルダー１２と取付ホルダー１
１とは相互に同じ曲率を有する半円状の曲面１３．１４
を介して接触しているため、両者の固定状態を解放した
状態では、この曲面１３．１４部分ですり合わせが可能
となり、可動ホルダー１２は取付ホルダー１１に対して
所望の位置に設定できる。したがって、可動ホルダー１
２に取り付けられた正方形断面のスキージ１の印刷面１
５に対するアタック角θを、無段階で所望の数値に設定
できる。

つぎに、より具体的なスキージホルダー２について、第
２図〜第４図を参照しながら説明する。

第４図はスクリーン印刷装置の要部を示す斜視図である
。同図に示すように、スクリーン１６の上には、スキー
ジ１が取り付けられたスキージホルダー２が配設されて
いる。このスキージホルダー２は、前記スクリーン１６
上をスクリーン１６に平行に矢印で示すように水平移動
して、スキージ１の先端でスクリーン１６上に載ったペ
ーストインク１７を押圧し、スクリーン１６の下に設置
されたセラミックからなる基板１８の主面（上面）にペ
ーストインク１７を所望パターン通りに印刷する。第４
図で示す基板１８上に示された黒く塗り潰された部分は
、ペースト投下領域（印刷領域）１９である。また、前
記スクリーン１６に記された白抜きパターンはマスクパ
ターン２ｏである。当然にして、前記ペースト投下領域
１９はマスクパターン２０通りとなっている。なお、前
記スクリーン１６はその周囲をスクリーン枠２１に支持
されている。

一方、前記スクリーン１６上に配設されるスキージホル
ダー２は、前述のように、取付ホルダー１１と可動ホル
ダー１２とからなっている。可動ホルダー１２は、第１
図にも記載されているように、下面に９０°に拡開した
■溝２２を有する本体２３と、この本体２３の両側面に
ネジによってそれぞれ取り付けられる押さえ板２４．２
５とからなっている。前記本体２３には断面が正方形と
なるスキージ１が嵌合される。また、前記押さえ板２４
．２５の下端は、本体２３に嵌め込まれたスキージ１を
両側から挟み込み、スキージ１を強固に固定するように
なっている。また、前記本体２３の上面は半円形の曲面
１４となり、この曲面１４を介して取付ホルダー１１の
同じ曲率を有する曲面１３に接触している。また、第２
図に示されるように、前記本体２３の曲面１４にはボル
ト２６が取り付けられている。このボルト２６は後述す
る取付ホルダー１１の一部の部材を貫通するようになっ
ている。このボルト２６は、第４図に示されるように、
本体２３の両端部分にそれぞれ１個ずつ設けられている
。また、これらボルト２６の近傍には、それぞれガイド
軸２７が取り付けられている。このガイド軸２７は前記
ボルト２６と同様に取付ホルダー１１の部材の一部を貫
通するようになり、可動ホルダー１２の曲面１４が取付
ホルダー１１の曲面１３に密着するようなガイドとして
作用する。さらに、前記本体２３の中央部両側には、そ
れぞれ平板体からなるストッパ２８が設けられている。

このストッパ２日には後述する取付ホルダー１１に取り
付けられたストッパ軸の先端が当接し、２組のストッパ
２８と対となって一度設定したスキージ１のアタック角
が変化しないように、取付ホルダー１１に対して本体２
３がずれないようにするロック機構の役割を果している
。

他方、前記取付ホルダー１１は、下面が前記可動ホルダ
ー１２の曲面１４と一致する曲率を有する曲板２９と、
この曲板２９をその上方で支持する支持ブロック３０と
からなっている。また、前記支持ブロック３０の上面に
は矩形の取付孔３１が設けられている。この取付孔３１
にはスクリーン印刷装置の駆動板３２が挿入されるよう
になっている。また、図示はしないが、この支持ブロッ
ク３０に対面する支持ブロック３０の側面には複数の固
定ボルトが取り付けられ、これら固定ボルトの締め付け
で、取付孔３１内に入った駆動板３２を締め付は固定し
、取付ホルダー１１を本体２３に固定するようになって
いる。また、支持ブロック３０の両側には支持板３３が
それぞれ設けられている。そして、これら支持板３３に
はネジ棒からなるストッパ軸３４が貫通状態で螺合され
ている。これらストッパ軸３４の下端は、それぞれ可動
ホルダー１２のストッパ２８に対面するようになってい
る。

また、前記曲板２９の両端部分には、その幅員方向に沿
って長溝３５が設けられている。この長溝３５には、可
動ホルダー１２のボルト２６が挿入されるよう幅が前記
ボルト２６の太さよりもやや広くなっている。また、こ
れら一対の長溝３５の内側には、前記可動ホルダー１２
のガイド軸２７が挿入される長溝３６が設けられている
。この長溝３６と前記ガイド軸２７とは遊びがないよう
な嵌め合いで嵌合されるようになっていて、取付ホルダ
ー１１の曲面１３と可動ホルダー１２の曲面１４とが常
時密着するようなガイドとしての役割を果たすようにな
っている。また、前記曲板２９には台座３７が載置され
る。この台座３７は下面が前記曲板２９の上面の曲率と
一致する凹面となるとともに、上面は平坦となっている
。また、この台座３７には、前記可動ホルダー１２のボ
ルト２６およびガイド軸２７を挿し込む孔がそれぞれ設
けられている。

このような取付ホルダー１１および可動ホルダー１２に
あっては、つぎのような手順で一体化される。すなわち
、最初に本体２３のボルト２６およびガイド軸２７が曲
板２９の長溝３５，３６に嵌まるようにして組み合わさ
れる。その後、前記曲板２９の上面に突出したボルト２
６およびガイド軸２７に合うようにして前記台座３７が
重ね合わされ、かつ台座３７の上方に突出したボルト２
６にナツト３８が螺合されて締め付けられる。この結果
、可動ホルダー１２は取付ホルダー１１に確実に固定さ
れる。また、この際、本体２３の曲面１４とストッパ２
８の曲面１３．１４とは、ガイド軸２７および長溝３６
の働きもあって密着する。したがって、前記ナツト３８
を緩め、曲板２９に対して本体２３を曲面１３．１４部
分ですべらせて相対的な位置をずらせ、再度ナツト３８
を締め付けるこへによって、スキージ１のアタック角（
θ）を無段階状態で所望の角度に調整することができる
。なお、このアタック角度の調整時、第３図に示される
ように、前記支持板３３に螺合されているストッパ軸３
４の支持板３３からの突出長さを調整し、その先端をス
トッパ２８に当接させてロックし、設定したアタック角
度が変動しないようにする必要がある。また、第２図〜
第４図における３９は座金である。

スクリーン印刷では、一般に、第５図および第６図に示
されるように、セラミックの基板１８上に導体層４０．
抵抗体層４１．絶縁層４２を順次印刷しかつ焼成するこ
とによって形成される。第５図は配線層（導体層）が単
層のものを、第６図は配線層が多層（二層）のものを示
す。

第７図は本発明のスクリーン印刷装置によって製造され
た配線層が多層（二層）となった基板１８である。この
図からもわかるように、前記基板１８の主面に印刷され
て形成された導体層４０゜抵抗体層４１．絶縁層４２は
、印刷の都度、スキージ１のアタック角を所望の角度に
設定して印刷された結果、それぞれ所望の厚さ通りに均
一に印刷されている。

このような実施例によれば、っぎのような効果が得られ
る。

（１）本発明のスクリーン印刷装置は、スキージのアタ
ック角を自由に無段階に調整できることから、最も適し
たアタック角で各ペーストの印刷ができるため、印刷膜
厚は高精度に制御することができるという効果が得られ
る。

（２）上記（１）により、本発明のスクリーン印刷装置
によれば、各種ペーストによる印刷膜厚をそれぞれ高精
度に印刷できるため、複雑なパターン、微細なパターン
も高精度に印刷でき、ハイブリッドＩＣの高密度化も達
成できるという効果が得られる。

（３）上記（１）により、本発明のスクリーン印刷装置
は、精緻なパターンの印刷が可能であることから、導体
層を多層とする基板の製造も高歩留りで製造できるとい
う効果が得られる。

（４）本発明のスクリーン印刷装置は、変形し難い断面
が四角形のスキージを使用する構造となっていることか
ら、印刷膜厚の寸法精度を高精度にすることができると
いう効果が得られる。

（５）上記（４）により、本発明のスクリーン印刷装置
は、スキージの変形も少ないことからスキージの寿命も
長くなり、スキージ交換の頻度も少なく、スクリーン印
刷装置の稼働率が向上するという効果が得られる。

（６）上記（１）〜（５）により、本発明によれば、印
刷膜厚寸法の高精度化５歩留りの向上、スクリーン印刷
装置の稼働率の向上から、高密度な配線層を有する基板
を安価に提供することができるという相乗効果が得られ
る。

以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない、たとえば、スキージは他
の構造のものを取り付けるようにしても前記実施例同様
な効果が得られる。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるハイブリッドＩＣの
製造技術に適用した場合について説明したが、それに限
定されるものではない。

本発明は少なくとも被印刷物にペーストを高精度に印刷
するスクリーン印刷技術には適用できる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

本発明のスクリーン印刷装置は、スキージのアタック角
を自由にかつ無段階で調整できることがら、常に最も適
したアタック角で各ペーストの印刷が行える結果、印刷
されるペーストの膜厚寸法は高精度となり、微細パター
ン、複雑なパターン。

多層印刷が達成でき、ハイブリッドＩＣの高密度化を達
成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるスクリーン印刷装置に
おけるスキージおよびスキージホルダーを示す模式的分
解図、 第２図は同じくスキージおよびスキージホルダーを示す
正面図、 第３図は同しくスキージ位置調整が行われたスキージホ
ルダーを示す模式図、 第４図は同しくスクリーン印刷装置の要部を示す斜視図
、 第５図は単層配線構造の基板を示す断面図、第６図は同
じく多層配線構造の基板を示す断面図、 第７図は本発明のスクリーン印刷装置によって形成され
た多層配線構造の基板を示す断面図、第８図は従来の正
方形断面スキージによるアタック角を示す模式図、 第９図は同じ〈従来の先端先鋭形スキージによるアタッ
ク角を示す模式図、 第１０図は同じ〈従来のアタック角調整形のスクリーン
印刷装置の要部を示す模式図である。 １・・・スキージ、２・・・スキージホルダー、３・・
・曲面、４・・・固定部、５・・・半円形状溝、６・・
・ピン、７・・・孔、８・・・正方形断面スキージ、９
・・・先鋭スキージ、１１・・・取付ホルダー、１２・
・・可動ホルダー、１３．１４・・・曲面、１５・・・
印刷面、１６・・・スクリーン、１７・・・ペーストイ
ンク、１８・・・基板、１９・・・ペースト投下領域、
２０・・・マスクパターン、２１・・・スクリーン枠、
２２・・・■溝、２３・・・本体、２４，２５・・・押
さえ板、２６・・・ボルト、２７・・・ガイド軸、２８
・・・ストッパ、２９・・・曲板、３０・・・支持ブロ
ック、３１・・・取付孔、３２・・・駆動板、３３・・
・支持板、３４・・・ストッパ軸、３５．３６・・・長
溝、３７・・・台座、３８・・・ナツト、３９・・・座
金、４０・・・導体層、４１・・・抵抗体層、４２・・
・絶縁層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．所望印刷パターンを有するスクリーンと、前記スク
   リーン主面に沿って移動するスキージホルダーと、この
   スキージホルダーに保持されるスキージとを有するスク
   リーン印刷装置であって、前記スキージホルダーはスク
   リーン印刷装置に取り付けられる取付ホルダーと、この
   取付ホルダーに曲面を介して無段階状態で取付状態を可
   変できかつスキージを保持する可動ホルダーとからなり
   、前記可動ホルダーは前記取付ホルダーに機械的手段に
   よって所望位置で固定されるように構成されていること
   を特徴とするスクリーン印刷装置。