JPH11240130A - スクリーン印刷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スクリーン印刷装置を用いて高精細回路パター
ンを形成しようとしたとき、印刷ペーストの塗布ムラが
生じて回路パターンに短絡や断線を発生していた。 【解決手段】被印刷体３が載置されるステージ１上に、
パターン孔が開孔されたスクリーン版４を配置し、該ス
クリーン版４上に供給される印刷ペースト５を前記パタ
ーン孔を介して被印刷体３に塗布するようにしたスクリ
ーン印刷装置において、前記スクリーン版４上にチャン
バー６を配設してスクリーン版４とチャンバー６との間
に密閉空間Ａを形成し、前記チャンバー６内の圧力を真
空ポンプ１０等を用いて調整することにより被印刷物３
への印刷ペースト５の塗布量を制御するようにスクリー
ン印刷装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電ペースト等の
印刷ペーストを被印刷体上に塗布するのに使用されるス
クリーン印刷装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術及びその問題点】従来のスクリーン印刷装置
は、大略的に、被印刷体が載置されるステージと、この
ステージ上に所定のギャップを空けて配置されるスクリ
ーン版とで構成されており、前記スクリーン版上に供給
される印刷ペーストをスキージの移動によってスクリー
ン版のパターン孔に充填させ、これを被印刷体に転写す
ることでスクリーン印刷装置として機能する。

【０００３】ところで、上述した従来のスクリーン印刷
装置においては、スクリーン版と被印刷体との間に所定
のギャップが設けられており、スクリーン版と被印刷体
とはスキージの移動に伴って部分的に接触し、そして分
離する。このとき、印刷ペーストの吐出量を管理するの
は極めて困難であり、例えば印刷ペーストそのものの自
重や印刷ペーストの被印刷体に対する付着力の総和が、
印刷ペーストのスクリーン版に対する付着力よりも過度
に大きいと、印刷ペーストが被印刷体上に過剰に塗布さ
れてしまい、塗布ムラの原因となる。このようなスクリ
ーン印刷装置を線幅３０μｍ以下、１ｍｍあたり３０本
といった高精細回路パターンの形成に用いる場合、前述
の塗布ムラによって回路パターンに短絡や断線を発生す
ることが多く、製品の生産性を著しく低下させる欠点を
有している。

【０００４】このため、スクリーン版と被印刷体との間
のギャップやスクリーン版の材質、スキージの材質、ス
キージの移動方向，移動速度，押圧力、印刷ペーストの
粘度等を最適な条件に設定することで前述した印刷ペー
ストの塗布ムラを少なくする種々の試みがなされている
が、未だ有効な手段が見出されておらず、試行錯誤を続
けているのが現状である。

【０００５】

【問題点を解決するための手段】本発明は上述の問題点
に鑑み案出されたもので、本発明のスクリーン印刷装置
は、被印刷体が載置されるステージ上に、パターン孔が
開孔されたスクリーン版を配置し、該スクリーン版上に
供給される印刷ペーストを前記パターン孔を介して被印
刷体に塗布するようにしたスクリーン印刷装置におい
て、前記スクリーン版上にチャンバーを配設してスクリ
ーン版とチャンバーとの間に密閉空間を形成し、前記チ
ャンバー内の圧力を調整することによって被印刷物への
印刷ペーストの塗布量を制御するようになしたことを特
徴とするものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を添付図面に基づい
て詳細に説明する。図１は本発明の一形態にかかるスク
リーン印刷装置の構成を示す図であり、１はステージ、
３は被印刷体、４はスクリーン版、５は印刷ペースト、
６はチャンバー、Ａは密閉空間である。

【０００７】本形態のスクリーン印刷装置は、被印刷体
３が載置されるステージ１上に、パターン孔４ａが開孔
されているスクリーン版４を配置させるとともに、該ス
クリーン版４上にチャンバー６を配設してスクリーン版
４とチャンバー６との間に密閉空間Ａを形成した構造を
有している。

【０００８】前記ステージ１は、その上面で被印刷体３
を支持するための支持台としての作用を為し、その上面
には図示しない真空ポンプに接続された複数の吸引口が
設けられ、また被印刷体３の載置部には電磁石２が埋設
される。

【０００９】前記吸引口は、ステージ１上に載置される
被印刷体３を真空吸着し、被印刷体３をステージ上面の
所定位置に保持する作用を為す。

【００１０】また前記電磁石２は、被印刷体３の外周に
沿って配置されており、印刷時、スクリーン版３上に配
置される電磁石７との間で磁気吸引力を発生させ、スク
リーン版４を被印刷体３に良好に密着させる作用を為
す。このようにスクリーン版４を被印刷体３に密着させ
ておくことにより印刷ペースト５がスクリーン版４の裏
側（下面側）に回り込むのを有効に防止することができ
る。

【００１１】また、前記ステージ１上に配置されるスク
リーン版４としては、メッシュサイズ３００〜５００程
度のステンレス製のメッシュに厚み５〜５０μｍ程度の
感光乳剤やメタルマスクを被着させたもの等が使用され
る。

【００１２】前記スクリーン版４のパターン孔４ａは、
スクリーン版４が感光乳剤から成る場合、感光乳剤を露
光及び現像の工程を経てパターニングすることにより形
成され、またスクリーン版４がメタルマスクから成る場
合、金属板にエッチングやレーザー加工を施し、所定パ
ターンに開孔させることにより形成される。

【００１３】また、前記スクリーン版４上に配設される
チャンバー６は、Ｏリング等の気密部材８と、スクリー
ン保持部材９とで構成され、これらの部材を締め付け金
具１４で締め付けることによってスクリーン版４とチャ
ンバー６との間に密閉空間Ａが形成される。

【００１４】前記チャンバー６とスクリーン版４とで形
成される空間Ａ内には、供給タンク１８より供給される
印刷ペースト５や電磁石７，圧力センサ１１，ウレタン
ゴム製のスキージ１６等が収容されており、該空間Ａは
スクリーン保持部材９に設けられる吸引口９ａ及びダク
ト１５を介して真空ポンプ１０に接続される。

【００１５】前記空間Ａ内の電磁石７は、前述した如
く、印刷時、ステージ１に埋設した電磁石２との間に磁
気吸引力を発生させてスクリーン版４を被印刷体３に良
好に密着させるためのものであり、スクリーン版４の直
上で、電磁石２と対応する位置に配置される。

【００１６】また一方、前記圧力センサ１１はチャンバ
ー６内の圧力を検出し、該検出した圧力情報を制御回路
１２に伝える。そして制御回路１２では、前記チャンバ
ー６の内外の圧力を比較し、その結果に基づいて真空ポ
ンプ１０の吸引力を制御する。

【００１７】尚、前記チャンバー６の外の圧力（気圧）
は、チャンバー６の外部に配置される別の圧力センサ１
３によって検出され、該検出された圧力情報は制御回路
１２に伝達されるようになっている。

【００１８】そして、前記密閉空間Ａに接続される真空
ポンプ１０は、スクリーン版４を被印刷体３から分離さ
せる際、チャンバー６内の圧力、即ち、密閉空間Ａの圧
力を、所定のタイミングで、外の圧力よりも０．１気圧
〜１．０気圧だけ減圧するためのものであり、その吸引
動作は前述した制御回路１２によって高精度に制御され
る。

【００１９】このように、印刷ペースト５が載置される
スクリーン版４上にチャンバー６を配設して密閉空間Ａ
を形成し、前記チャンバー６内の圧力を真空ポンプ１０
の吸引動作によって調整するようにしたことから、スク
リーン版４を被印刷体２より分離する際、パターン孔４
ａの内部に充填されている印刷ペースト５には上方への
吸引力が作用するようになっており、この吸引力を適当
な大きさに設定することにより被印刷物３上への印刷ペ
ースト５の塗布量を簡単に制御することができる。従っ
て、印刷ペーストの塗布ムラが有効に防止されるように
なり、スクリーン印刷装置を線幅３０μｍ以下、１ｍｍ
あたり３０本といった高精細回路パターンの形成に用い
る場合であっても、短絡や断線のない鮮明で良好な回路
パターンを形成することが可能となる。よって製品の生
産性が著しく向上されることとなる。

【００２０】またこの場合、前記スクリーン版４のパタ
ーン孔４ａ内に残留した印刷ペースト５を前述の真空ポ
ンプ１０を用いてチャンバー６側に吸引することができ
るため、残留ペーストがスクリーン版４の裏側（下面
に）に回り込むのを有効に防止することもでき、スクリ
ーン版４を繰り返し使用する場合であっても、スクリー
ン版４の裏面を汚れの少ない良好な状態に維持すること
が可能である。

【００２１】次に上述のスクリーン印刷装置を用いたス
クリーン印刷方法について図２（ａ）〜（ｄ）を用いて
説明する。ここでは被印刷体２としてガラス基板を使用
し、ガラス基板の一主面に回路パターンを形成する場合
を例にとって説明する。

【００２２】（１）まず、ステージ１の所定箇所にガラ
ス基板３を位置決め・固定し、このガラス基板３上に、
パターン孔４ａが開孔されているスクリーン版４を配置
する。 （２）次に、印刷ペーストとしての銅ペースト５を供給
タンク１８からスクリーン版４上に供給し、これを図示
しないスクレーパーを用いてスクリーン版４の全体にわ
たって引き延ばす。尚、前記スクレーパーは厚さ１ｍｍ
程度のＳＵＳ板等により形成される。

【００２３】（３）次に、前記スクリーン版４を下方に
降ろし、これをガラス基板３の上面と密着させる。この
とき、電磁石２−７間に磁気吸引力を作用させ、スクリ
ーン版４とガラス基板３の上面との間に隙間ができない
ようにしておく。

【００２４】（４）次に、図２（ａ）に示す如く、チャ
ンバー６内でスキージ１６をスクリーン版４に押圧しな
がら所定の方向に移動させ、銅ペースト５をスクリーン
版４のパターン孔４ａ内に充填する。このとき、パター
ン孔４ａ内に充填された銅ペースト５はガラス基板２の
上面にも付着される。

【００２５】（５）次に、圧力センサ１１，１３により
検出されるチャンバー６の内外の圧力をもとに、真空ポ
ンプ１０を所定時間、所定のパワーで動作させることに
よってチャンバー６内の圧力を所定の圧力、例えば０．
１気圧に設定する。

【００２６】（６）そして、チャンバー６内を上記の圧
力（０．１気圧）に維持しつつ、電磁石２−７間の磁気
吸引力を解除したうえ、図２（ｂ）（ｃ）に示す如く、
スクリーン版４を所定の速さで上方に持ち上げ、スクリ
ーン版４をガラス基板３から分離させる。このとき、ス
クリーン版４は、ガラス基板３の上面から５０μｍ離れ
るまでは低速（０．１ｍｍ／ｓ〜１．０ｍｍ／ｓ）で、
その後は高速（１．０ｍｍ／ｓ〜１００．０ｍｍ／ｓ）
で上昇させるようにする。

【００２７】このとき、スクリーン版４のパターン孔４
ａ内に充填されている銅ペースト５は圧力の低いチャン
バー６側に吸引されており、ガラス基板３上への銅ペー
スト５の塗布量は少なくなるように制御される。従っ
て、ガラス基板３の上面に転写される印刷ペースト５の
パターンは鮮明なものとなり、断線や短絡のない良好な
回路パターンが形成されることとなる。

【００２８】また前記スクリーン版４をガラス基板３か
ら分離した後も真空ポンプ１０でチャンバー６内の圧力
を減圧し続けることにより、図２（ｄ）に示す如く、ス
クリーン版４のパターン孔４ａ内に残留する銅ペースト
５をチャンバー６側に吸引し、残留ペーストがスクリー
ン版４の裏側（下面に）に回り込むことのを有効に防止
することができる。これにより、スクリーン版４を繰り
返し使用する場合であっても、スクリーン版４の裏面を
汚れの少ない良好な状態に維持することができる。

【００２９】尚、本発明は上述の形態に限定されるもの
ではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々
の変更、改良が可能であり、例えば、上述の形態におい
てはステージ１を固定したうえ、スクリーン版４を上下
に移動させることによりスクリーン版４を被印刷体３に
対し接触・分離させるようにしたが、これに代えて、ス
クリーン版４を固定したうえ、ステージ１を上下に移動
させることによりスクリーン版４を被印刷体３に対し接
触・分離させるようにしても良い。

【００３０】また上述の形態においてはスキージ１６を
用いてスクリーン版４のパターン孔４ａ内に印刷ペース
ト５を充填するようにしたが、これに代えて、図３に示
す如く、コンプレッサー１７を用いてチャンバー６内の
圧力を上昇させることにより、スキージを用いることな
く、チャンバー６内の圧力制御だけでスクリーン版４の
パターン孔４ａ内に印刷ペースト５を充填するようにし
ても良い。この場合、前記チャンバー６にはコンプレッ
サー１７と真空ポンプ１０の両方がダクト１５を介して
接続され、これらのうち、どちらか一方が動作するよう
に切り換え可能となしておく。前記コンプレッサー１７
はスクリーン版４のパターン孔４ａへの印刷ペースト５
の充填が終わった後は一時的に停止し、スクリーン版４
を被印刷体３より分離させる際には、上述の形態と同様
に、印刷ペースト５の塗布量を制御するために真空ポン
プ１０を動作させる。

【００３１】更に上述の形態において、スクリーン版４
のパターン孔４ａ内に印刷ペースト５を充填するのに用
いたスキージ１６に代えて、印刷ペースト５への濡れ性
が良好な液晶ポリマー等から成るローラーを用いても構
わない。

【００３２】また更に上述の形態においては印刷ペース
トとして銅ペーストを用いたが、それ以外の印刷ペース
ト、例えば金ペーストや銀ペースト等を用いても同様の
効果が得られることは勿論である。

【００３３】

【発明の効果】本発明のスクリーン印刷装置において
は、スクリーン版上にチャンバーを配設してスクリーン
版とチャンバーとの間に密閉空間を形成したことから、
スクリーン版を被印刷体より分離する際、前記チャンバ
ー内の圧力を調整することによって被印刷物への印刷ペ
ーストの塗布量を制御することができるようになる。こ
れによって印刷ペーストの塗布ムラが有効に防止される
ようになり、短絡や断線のない鮮明で良好な高精細回路
パターンを形成することが可能となる。

【００３４】また本発明のスクリーン印刷装置において
は、スクリーン版を被印刷体から分離した後もチャンバ
ー内の圧力を低く維持し続けることにより、スクリーン
版のパターン孔内に残留する印刷ペーストをチャンバー
側に吸引し、残留ペーストがスクリーン版の裏側に回り
込むのを有効に防止することもできる。これにより、ス
クリーン版を繰り返し使用する場合であっても、スクリ
ーン版の裏面を汚れの少ない良好な状態に維持すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一形態にかかるスクリーン印刷装置の
構成を示す図である。

【図２】（ａ）〜（ｄ）は図１のスクリーン印刷装置を
用いたスクリーン印刷方法を説明するための要部拡大断
面図である。

【図３】本発明の他の形態にかかるスクリーン印刷装置
の構成を示す図である。

【符号の説明】

１・・・・・ステージ ３・・・・・被印刷体 ４・・・・・スクリーン版 ４ａ・・・・・パターン孔 ５・・・・・印刷ペースト ６・・・・・チャンバー Ａ・・・・・密閉空間

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被印刷体が載置されるステージ上に、パタ
   ーン孔が開孔されたスクリーン版を配置し、該スクリー
   ン版上に供給される印刷ペーストを前記パターン孔を介
   して被印刷体に塗布するようにしたスクリーン印刷装置
   において、 前記スクリーン版上にチャンバーを配設してスクリーン
   版とチャンバーとの間に密閉空間を形成し、前記チャン
   バー内の圧力を調整することによって被印刷物への印刷
   ペーストの塗布量を制御するようになしたスクリーン印
   刷装置。