CN112519392A - 丝网印刷版及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种在电子部件的制造及安装工序中用于导电浆料的印刷的丝网印刷版，该丝网印刷版通过在不降低印刷品质的情况下减轻印刷时施加给工件的应力，能够防止工件损伤，提高生产效率。通过在介由聚酯网架设在金属框上的不锈钢网上形成感光性乳剂层，在其印刷面侧贴附预先形成有开口部的聚酰亚胺薄板而形成树脂层，通过光刻法在固态乳剂层上形成与聚酰亚胺层同样的开口图案。
Description
技术领域
本发明涉及在电子部件的制造及安装工序中可用于软钎料等导电浆料的印刷中的丝网印刷版、及其制造方法。
背景技术
在电子部件的制造及安装中，为了在陶瓷基板等工件上印刷导电浆料，广泛采用在称为不锈钢网的金属制网上通过电镀形成了被称为金属掩模的金属制孔版、或贴附了另行准备的金属掩模而成的丝网印刷版(例如参照专利文献1、2)。
这里，由于金属掩模由不锈钢网保持，因此以往的丝网印刷版具有不仅能够形成圆形及四方这样的简单的形状、而且还能够形成岛状开口那样的复杂的形状或细线状那样的特殊形状的开口的优点。此外，通过不使用感光性乳剂而使用金属作为孔版的原材料，因此使得开口的形状或图案的稳定性优异。此外，通过调整金属掩模的厚度，可按所希望的厚度印刷浆料，能够期待通过使开口边缘锐利来提高印刷品质。
但是，在这样的方式中，由于印刷时硬的金属掩模与工件直接接触，所以对于陶瓷基板那样的脆的工件，有时容易发生由施加局部的应力而造成的工件的损伤，成为生产效率下降的原因。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-113384
专利文献2：日本特开2015-217641
发明内容
发明要解决的问题
本发明的目的是，鉴于上述情况，提供一种丝网印刷版和其简便的制造方法，该丝网印刷版通过降低印刷时的工件的负载，能够一边确保印刷品质，一边即使对于陶瓷基板那样的脆的工件也能以不使其损伤的方式印刷浆料。
用于解决课题的手段
为达到上述目的，技术方案1所述的发明的特征在于，是用于在规定的印刷图案上形成导电浆料的印刷用丝网印刷版，具备：在金属制的框上介由聚酯网架设有不锈钢网的丝网框、形成在所述不锈钢网的一部分或全部上的固态乳剂层、和通过所述固态乳剂层的粘接力而形成在所述固态乳剂层的在印刷时与被印刷物相对的印刷面的一部分或全部上的树脂层；在所述固态乳剂层和所述树脂层中，一体地形成有与所述印刷图案对应的开口部；所述不锈钢网以其网眼相对于印刷方向斜向30～45°的方式架设；所述开口部形成为所述固态乳剂层侧比所述树脂层大3～5μm的台阶结构。
技术方案2所述的发明是技术方案1所述的印刷用丝网印刷版，其特征在于，所述树脂层在形成有所述开口部的范围即开口图案区域的范围外形成有空气孔。
技术方案3所述的发明是用于在规定的印刷图案上形成导电浆料的印刷用丝网印刷版，其特征在于，具备在金属制的框上介由聚酯网架设有不锈钢网的丝网框、以从两面夹住所述不锈钢网的一部分的方式形成的金属层、和形成在所述金属层的在印刷时与被印刷物相对的印刷面的一部分或全部上的树脂层，在所述金属层和所述树脂层中，一体地形成有与所述印刷图案对应的开口部，所述不锈钢网以其网眼相对于印刷方向斜向30～45°的方式架设。
技术方案4所述的发明是技术方案1～3中的任1项所述的印刷用丝网印刷版，其特征在于，所述树脂层以聚酰亚胺为原材料。
技术方案5所述的发明的特征在于，是用于在规定的印刷图案上形成导电浆料的印刷用丝网印刷版的制造方法，具备以下工序：在介由聚酯网将不锈钢网以其网眼的方向相对于印刷方向斜向30～45°的方式架设在金属制的框上而得到的丝网框上，用直接法、间接法或直间法中的任一种方法，在所述不锈钢网的一部分或全部上形成感光性乳剂层的感光性乳剂层形成工序；使形成有与所述印刷图案对应的开口部的树脂薄板密合在所述感光性乳剂层的在印刷时与被印刷物相对的印刷面上的工序；和通过光刻法在使所述感光性乳剂层固化而形成固态乳剂层后，在与所述树脂薄板的开口部大致相同的位置上形成与所述印刷图案对应的开口部的工序，所述开口部形成为所述固态乳剂层侧比所述树脂层大3～5μm的台阶结构。
技术方案6所述的发明是技术方案5所述的印刷用丝网印刷版的制造方法，其特征在于，在所述光刻法中，曝光方法为直接成像法。
技术方案7所述的发明的特征在于，是用于在规定的印刷图案上形成导电浆料的印刷用丝网印刷版的制造方法，具备以下工序：将在介由聚酯网将不锈钢网以其网眼的方向相对于印刷方向斜向30～45°的方式架设在金属制的框上而得到的丝网框上，使形成有与所述印刷图案对应的开口部、且一面形成有金属膜的金属-树脂复合薄板的所述金属膜粘接在所述不锈钢网的在印刷时与被印刷物相对的印刷面上的工序；和对所述不锈钢网和所述金属膜实施电镀镍，形成与所述金属膜密合、且与所述不锈钢网为一体的金属层的工序。
发明效果
根据技术方案1、3、5、7的发明，由于印刷时相对于工件接合硬度低的树脂层，所以能够以不损伤工件的方式进行印刷。此外，通过丝网相对于印刷方向斜向地架设，可提高导电浆料对工件的转印性。
根据技术方案2的发明，由于在树脂层中形成有空气孔，所以在将树脂层贴附在感光性剂层上时，可抑制气泡进入两者间的现象。
根据技术方案3、7的发明，由于开口部没有高低差，为笔直的，所以可提高导电浆料印刷时的导电浆料从开口部的脱出性。
根据技术方案4的发明，通过使用机械强度及耐药品性高的聚酰亚胺薄板作为树脂层，可得到不易发生由印刷及清洗导致的破损及变化的印刷版。进而由于具有高的耐热性，所以能够通过紫外线适当地形成开口，因此可得到边缘塌边少、内壁光滑、形状良好的开口，具有可确保不逊色于金属掩模的浆料的印刷性的效果。
根据技术方案6的发明，由于不使用光掩模而进行曝光，所以能降低制造成本，提高曝光精度。
附图说明
图1是本发明的实施方式1涉及的丝网印刷版的概略正视图(a)和中央附近X0-X0的概略剖视图(b)。
图2是本发明的实施方式1涉及的图1的丝网印刷版的A部的详细图示。
图3是本发明的实施方式1涉及的图1的丝网印刷版的B部的详细图示。
图4是本发明的实施方式1涉及的丝网印刷版的制造方法的概略工序流程图。
图5是本发明的实施方式2涉及的丝网印刷版的概略正视图(a)和中央附近X1-X1的概略剖视图(b)。
图6是本发明的实施方式2涉及的丝网印刷版的制造方法的概略流程图。
图7是本发明的其它实施方式涉及的丝网印刷版的概略正视图。
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行说明。再者，在附图中，对于附图中的各部的构成尺寸、间隔、数量、其它详细构成，为了有助于识别和理解，以与实际物品相比大幅度简略化及省略化了的方式表示。
实施方式1
图1是实施方式1涉及的丝网印刷版1的概略正视图(a)和中央附近X0-X0的概略剖视图(b)。
丝网印刷版1由金属框(金属制的框)11、介由架设于其上的聚酯网12架设了不锈钢网13的丝网框、形成在不锈钢网13的一部分或全部上的固态乳剂层14、通过固态乳剂层14的粘接力形成在固态乳剂层14的在印刷时与被印刷物相对的面(印刷面)的一部分或全部上的聚酰亚胺层(树脂层)15构成。
固态乳剂层14是在后述的光刻法的过程中通过干燥及曝光使水显影式的感光性乳剂固化而成的，将厚度设定为比不锈钢网13的厚度厚10～100μm。此厚度可根据印刷图案及导电浆料的种类、此外印刷目的而变化。
在本实施方式1中，作为聚酰亚胺层15，使用厚度为20um的聚酰亚胺薄膜。
此外，关于聚酯网12和不锈钢网13，根据目的及条件，从厚度、强度及空间率的观点出发选择适合的网目数。在本实施方式1中，聚酯网12使用180号网目，不锈钢网13使用500号网目。此外，不锈钢网13如图2所示的那样，以其网眼的方向θ相对于印刷方向D1(与金属框11的边中的相对的2组边中的一组平行的方向)斜向30～45°的方式架设。
在固态乳剂层14和聚酰亚胺层15中，一体地形成有大小、配置及形状与印刷图案对应的开口部16。该开口部16如图3所示的那样，从后述的制造方法的情况出发，形成为固态乳剂层14侧(16a)比聚酰亚胺层15侧(16b)大的台阶结构，其差G虽因部位而有差异，但为3～5um。这里，聚酰亚胺由于即使在树脂中耐热性也特别优异，所以可通过紫外线激光进行适当的加工，可形成边缘塌边少、内壁光滑、形状好的开口部16b。
接着，基于图4的概略工序流程图对本实施方式1涉及的丝网印刷版1的制造方法进行说明。
第一，准备在金属框11上以规定的张力架设有聚酯网12的丝网框(步骤)S1。
第二，对在聚酯网12上架设不锈钢网13(步骤S2)的工序进行说明。首先，将矩形状的不锈钢网13以其边与金属框11的边的方向平行的方式载置在聚酯网12的印刷面侧的大致中央。此时，将不锈钢网以其网眼的方向θ相对于印刷方向D1斜向30～45°的方式裁断。
接着，用瞬间粘接剂等将不锈钢网13的周边固定在聚酯网12上。
然后，将粘附的部分的内侧的聚酯网12切除，在印刷面的相反侧(涂刷器面)也使不锈钢网13露出。
第三，使用铲斗涂布器，在不锈钢网13的一部分或全部上涂布水显影式的感光性乳剂，形成感光性乳剂层(步骤S3)。感光性乳剂使用了重氮系负型乳剂。该形成方法被称为所谓的直接法，此时，通过在不锈钢网13的印刷面及涂刷器面的两面上涂布感光性乳剂，形成用感光性乳剂夹住不锈钢网13的形态，由此使固化后的密合性提高。
第四，在感光性乳剂层的印刷面侧，利用感光性乳剂的粘性将形成有与印刷图案对应的开口部16b的聚酰亚胺薄板粘接在感光性乳剂层上，形成聚酰亚胺层15(步骤S4)。
将直到步骤S4为止制造而得到的中间产物用设定在45℃的干燥机干燥5分钟(步骤S5)。
第五，通过光刻法，在使感光性乳剂层固化而形成固态乳剂层14后，将与印刷图案对应的开口部16a形成在与形成于聚酰亚胺层15上的开口部大致相同的位置上(步骤S6、S7)。在本实施方式1中，作为光刻中的曝光方法，采用了直接成像法(DI：Direct Imaging)：在不使用光掩模的情况下对感光性乳剂层一边扫描激光等曝光用的光一边照射用于曝光的入射光，来描绘图案。在用直接成像法进行曝光的情况下，在对曝光机设置金属框11时，设定为在与形成于聚酰亚胺层15上的开口部16b大致相同的位置描绘开口部16a的方式(再者，在本实施方式1中，由于感光性乳剂为负型的，所以与开口部16a相当的地方没有被曝光)，但由于稍微的偏移是不可避免的，所以预先将描绘的开口设定成大于聚酰亚胺层15的开口。也就是说，开口部16形成为固态乳剂层14侧(16a)大于聚酰亚胺层15侧(16b)的台阶结构，其差G虽因部位而有差异，但为3～5um。如此一来，开口部16a的形成位置即使在G的范围内有偏移，也不会因堵塞开口部16b而使开口部16的实质的尺寸变窄而降低印刷性。此外，显影使用水。
最后，显影后采用送风机或干燥机使其干燥，由此完成丝网印刷版1。
接着，对本实施方式1涉及的发明的作用、即采用了丝网印刷版1的导电浆料的印刷方法进行说明。
首先，将丝网印刷版1以印刷面朝下的方式放置在印刷机中，在涂刷器侧装填软钎料导电浆料等导电浆料，将厚度0.1～1mm的陶瓷基板等工件放置在其下，使丝网印刷版1降下，在工件与聚酰亚胺层15之间形成一定的间隔(间隙)后，通过聚氨酯涂刷器等涂刷器，在规定的条件(印压、涂刷器速度、版脱离速度等)下，将导电浆料填充在开口部16中，对工件转印导电浆料。
在转印了导电浆料后，通过使丝网印刷版1脱离工件而得到印刷物。
根据实施方式1，由于印刷时相对于工件接合了硬度低的聚酰亚胺层15，所以能够不损伤工件地进行印刷。此外，通过将不锈钢网13相对于印刷方向D1斜向地架设，能提高导电浆料相对于工件的转印性。
此外，通过在印刷面中使用机械强度及耐药品性高的聚酰亚胺层15，能够得到不易发生由印刷及清洗导致的破损及变化的印刷版。进而由于具有高的耐热性，所以能通过紫外线适当地形成开口，因此可得到边缘塌边少、内壁光滑、形状良好的开口，具有可确保不逊色于金属掩模的浆料印刷性的效果。
另外，由于能够在不使用光掩模的情况下进行描绘，所以可降低制造成本，提高曝光精度。
实施方式2
图5是本发明的实施方式2涉及的丝网印刷版2的概略正视图(a)和中央附近X1-X1的概略剖视图(b)。这里，以本实施方式2的与实施方式1的主要的不同之处为中心进行说明。除此以外，对于与实施方式1同样的构成，将说明省略。
丝网印刷版2由金属框(金属制的框)21、介由架设于其上的聚酯网22架设了不锈钢网23的丝网框、以夹住不锈钢网23的方式形成在不锈钢网13的一部分或全部上的镍层(金属层)24、和在镍层24的在印刷时与被印刷物相对的面(印刷面)的一部分或全部上与镍层24一体化的聚酰亚胺层(树脂层)25构成。
聚酯网22和不锈钢网23与实施方式1相同。
镍层24是通过电镀镍而形成在不锈钢网23上的层，将厚度设定成比不锈钢网23的厚度厚10～100μm。该厚度可根据印刷图案及导电浆料的种类、此外印刷目的而变化。
在本实施方式2中，聚酰亚胺层25使用厚度为20um的聚酰亚胺薄膜。该聚酰亚胺薄膜是形成在聚酰亚胺薄膜的一面上利用蒸镀形成有厚度8μm的铜箔(图示略)的金属·树脂复合薄板的树脂侧的薄膜。该薄板的金属侧即铜箔起到在上述的电镀镍中通过使镍析出而使镍层24与聚酰亚胺层25一体化的作用。
在镍层24和聚酰亚胺层25中，一体地形成有尺寸、配置、形状与印刷图案对应的开口部26。在本实施方式2中，开口部26与实施方式1不同，在镍层24侧和聚酰亚胺层25侧的尺寸没有本质的差异，形成为笔直。
接着，基于图6的概略工序流程图，对本实施方式2涉及的丝网印刷版2的制造方法进行说明。
关于步骤S11、S12，与实施方式1相同。
接着，将在厚度20μm的聚酰亚胺薄板的一面形成有厚度8μm的铜箔的金属·树脂复合薄板以其铜箔的面朝着不锈钢网23侧的方式贴附(步骤S13)。这里，在该金属·树脂复合薄板中，形成有与印刷图案对应的开口部26。贴附采用以下方法。首先，在铜箔的四边上，按宽度5mm、厚度35μm左右涂布热固化型粘接剂。接着，以无弯曲的状态，将金属·树脂复合薄板载置在不锈钢网23上，进行临时粘接。进而，使用热压接机，按规定的条件和压力使热固化型粘接剂固化并使其固定并贴附，形成铜箔和不锈钢网23的密合状态。
用耐酸性的聚氯乙烯绝缘带等对金属框21进行掩蔽，在进行了绝缘处理及防水处理后，浸渗在电镀镍槽中并通电，对不锈钢网23和铜箔进行镀镍，形成金属层24(步骤S14)。
从电镀镍槽中提起金属框21，进行水洗及干燥，将掩蔽除去，由此完成丝网印刷版2。
接着，对本实施方式2涉及的发明的作用、即利用了丝网印刷版2的导电浆料的印刷方法进行说明。
首先，将丝网印刷版2以印刷面朝下的方式放置在印刷机中，在涂刷器侧装填软钎料导电浆料等导电浆料，将厚度0.1～1mm的陶瓷基板等工件放置在其下，使丝网印刷版2降下，在工件与聚酰亚胺层25之间形成一定的间隔(间隙)后，通过聚氨酯涂刷器等涂刷器，在规定的条件(印压、涂刷器速度、版脱离速度等)下，将导电浆料填充在开口部26中，对工件转印导电浆料。
在导电浆料的转印后，通过从工件上脱离丝网印刷版2，得到印刷物。
根据实施方式2的发明，由于印刷时相对于工件接合了硬度低的树脂层25，所以能够以不损伤工件的方式进行印刷。此外，通过相对于印刷方向斜向地架设丝网23，可提高导电浆料对工件的转印性。
此外，由于开口部16没有高低差，为笔直的，所以可提高导电浆料印刷时的导电浆料的从开口部16的脱出性。
另外，通过在树脂层中使用机械强度及耐药品性高的聚酰亚胺薄板，能够得到不易发生由印刷及清洗导致的破损及变化的印刷版。进而由于具有高的耐热性，所以能通过紫外线适当地形成开口，因此可得到边缘塌边少、内壁光滑、形状良好的开口，具有可确保不逊色于金属掩模的浆料的印刷性的效果。
以上，对实施方式1～2进行了说明，但本发明并不局限于此，也包含可得到同样的效果的其它方式。例如，聚酰亚胺薄板层15、25也可用其它树脂例如PET薄膜替代。
在实施方式1中，步骤S3的感光性乳剂层形成工序通过直接法进行，但也可用其以外的间接法及直间法来代替。这里，间接法中，采用液状的感光性乳剂将预先形成开口部16a的薄膜状的感光性乳剂贴附在不锈钢网13上。此外，直间法中，同样地采用液状的感光性乳剂将没有形成开口部16a的薄膜状的感光性乳剂贴附在不锈钢网13上。
在实施方式2中，作为金属层使用镍，但也能使用其它金属，例如只要是铜等可进行电镀的金属，什么都可使用。
此外，在实施方式1中，作为曝光方法使用直接成像法，但如果使用光掩模，也可以用高压水银灯那样的非直接成像法的曝光机来制造。
另外，在实施方式1中，通过在聚酰亚胺层15的形成有开口部16的范围即开口图案区域的范围外如图7那样形成空气孔31，在步骤S4的聚酰亚胺薄板贴附工序中，可防止气泡进入到聚酰亚胺层15与固态乳剂层14之间的现象。
在实施方式2中，金属·树脂复合薄板在不锈钢网23上的贴附并不局限于涂布热固化型粘接剂的方法，通过将环氧系的粘接薄板裁断成想粘接的部分来使用，也可得到同样的效果。
再者，通过将玻璃及塑料那样的电绝缘性的板贴在聚酰亚胺层25上，用夹子等固定在金属框21上，压紧在不锈钢网23上，可在不使用粘接剂等的情况下将金属·树脂复合薄板密合在不锈钢网23上。
另外，在实施方式1中，通过在聚酰亚胺薄板的贴附在固化乳剂层14的面上形成适度的粗糙度，从而通过钉扎效果提高与固化乳剂层14的密合性，所以可进行更多次数的印刷。例如，在金属·树脂复合薄板的通过腐蚀除去了铜箔的面上，由于在蒸镀铜时在整面上形成有均匀的凹凸，因此是优选的。
符号说明
1、2、3－丝网印刷版
11、21－金属框(金属制的框)
12、22－聚酯网
13、23－不锈钢网
14－固态乳剂层
15、25－聚酰亚胺层(树脂层)
16、26－开口部
24－镍层(金属层)
31－空气孔
D1－印刷方向
Claims (7)
1.一种印刷用丝网印刷版，其特征在于，是用于在规定的印刷图案上形成导电浆料的印刷用丝网印刷版，具备：
丝网框，其在金属制的框上介由聚酯网架设有不锈钢网，
固态乳剂层，其形成在所述不锈钢网的一部分或全部上，和
树脂层，其通过所述固态乳剂层的粘接力而形成在所述固态乳剂层的在印刷时与被印刷物相对的印刷面的一部分或全部上；
在所述固态乳剂层和所述树脂层中，一体地形成有与所述印刷图案对应的开口部；
所述不锈钢网以其网眼相对于印刷方向斜向30～45°的方式架设；
所述开口部形成为所述固态乳剂层侧比所述树脂层大3～5μm的台阶结构。
2.根据权利要求1所述的印刷用丝网印刷版，其特征在于，
所述树脂层在形成有所述开口部的范围即开口图案区域的范围外，形成有空气孔。
3.一种印刷用丝网印刷版，其特征在于，是用于在规定的印刷图案上形成导电浆料的印刷用丝网印刷版，具备：
丝网框，其在金属制的框上介由聚酯网架设有不锈钢网，
金属层，其以从两面夹住所述不锈钢网的一部分的方式形成，和
树脂层，其形成在所述金属层的在印刷时与被印刷物相对的印刷面的一部分或全部上；
在所述金属层和所述树脂层中，一体地形成有与所述印刷图案对应的开口部；
所述不锈钢网以其网眼相对于印刷方向斜向30～45°的方式架设。
4.根据权利要求1～3中任1项所述的印刷用丝网印刷版，其特征在于，
所述树脂层以聚酰亚胺为原材料。
5.一种印刷用丝网印刷版的制造方法，其特征在于，是用于在规定的印刷图案上形成导电浆料的印刷用丝网印刷版的制造方法，具备以下工序：
感光性乳剂层形成工序，其在介由聚酯网将不锈钢网以其网眼的方向相对于印刷方向斜向30～45°的方式架设在金属制的框上而得到的丝网框上，用直接法、间接法或直间法中的任一种方法，在所述不锈钢网的一部分或全部上形成感光性乳剂层，
树脂薄板密合工序，使形成有与所述印刷图案对应的开口部的树脂薄板密合在所述感光性乳剂层的在印刷时与被印刷物相对的印刷面上，和
乳剂层开口部形成工序，通过光刻法，在使所述感光性乳剂层固化而形成固态乳剂层后，在与所述树脂薄板的开口部大致相同的位置上形成与所述印刷图案对应的开口部；
所述开口部形成为所述固态乳剂层侧比所述树脂层大3～5μm的台阶结构。
6.根据权利要求5所述的印刷用丝网印刷版的制造方法，其特征在于，
在所述光刻法中，曝光方法为直接成像法。
7.一种印刷用丝网印刷版的制造方法，其特征在于，是用于在规定的印刷图案上形成导电浆料的印刷用丝网印刷版的制造方法，具备以下工序：
在介由聚酯网将不锈钢网以其网眼的方向相对于印刷方向斜向30～45°的方式架设在金属制的框上而得到的丝网框上，使形成有与所述印刷图案对应的开口部、且一面形成有金属膜的金属-树脂复合薄板的所述金属膜粘接在所述不锈钢网的在印刷时与被印刷物相对的印刷面上的工序；
对所述不锈钢网和所述金属膜实施电镀镍，形成与所述金属膜密合、且与所述不锈钢网为一体的金属层的工序。
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