JP2002137359A - スクリーン印刷機及び印刷方法 - Google Patents

スクリーン印刷機及び印刷方法

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JP2002137359A
JP2002137359A JP2000339144A JP2000339144A JP2002137359A JP 2002137359 A JP2002137359 A JP 2002137359A JP 2000339144 A JP2000339144 A JP 2000339144A JP 2000339144 A JP2000339144 A JP 2000339144A JP 2002137359 A JP2002137359 A JP 2002137359A
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Japan
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printing
paste
screen
press plate
screen mask
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JP2000339144A
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English (en)
Inventor
Masahito Kirigatani
雅人 桐ヶ谷
Hisaaki Hirabayashi
久明 平林
Hitoshi Odajima
均 小田島
Yoshitaka Tsutsui
義隆 筒井
Takashi Kuroki
喬 黒木
Susumu Aiuchi
進 相内
Shosaku Ishihara
昌作 石原
Masahide Okamoto
正英 岡本
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】パターン損傷がなく、印刷膜厚が高く、印刷位
置による膜厚に違いがなく、ペースト飛散のない回路基
板を製造し、形成したい印刷品質を制御することを可能
にする。また、ペーストに作用する圧縮応力・温度と印
刷形状の相関関係からペーストの材料評価を可能とす
る。 【解決手段】導体ペーストをスクリーンマスク開口部に
充填させるプレス板を備えたことを特徴とするスクリー
ン印刷機を用いて、導体ペーストの充填過程において、
荷重・位置と温度が調節可能なプレス板を用いて、ペー
ストの粘性係数が印刷エリア内で一様になるように均一
・同時に導体ペーストをスクリーン開口部に充填させ
る。版離れ過程においては、そのプレス板をスクリーン
マスクに密着させていることにより、スクリーンマスク
の変形を生じさせずに印刷エリア全面で均一に同時に版
離れさせる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、被印刷物上にペー
ストを高く、均一な厚さで印刷し、パターン損傷がな
く、ペースト飛散のない被印刷物を作製するスクリーン
印刷機と印刷方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子部品を多数搭載するための基
板においては、小形化、高密度化、高信頼性の要求が高
まっており、そのためには導体回路パターンの微細化、
高精度化が必須となってきている。現在、回路基板に電
子部品を実装する技術には、導体ペーストを所定量・所
定の形状に印刷する高精度印刷が求められている。従来
のスクリーン印刷機の構成図を図8に示す。回路基板に
導体ペースト112をスクリーンマスク106を用いて印刷す
るスクリーン印刷方法において、スクリーンマスク開口
部102に導体ペースト112を充填する過程には、スキージ
118が用いられている。スキージを用いての導体ペース
ト充填過程においては、特開平8−242073号公報に示さ
れているように、導体ペーストの粘性係数(粘度)とス
キージの移動によって導体ペーストに生じる速度勾配
(ずり速度)と導体ペースト温度の関係が重要になって
いることが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、スキー
ジによって導体ペーストを被印刷物と密着しているスク
リーンマスク開口部に充填するコンタクト印刷方式にお
いて、スキージの移動によりスクリーンマスクの開口部
に充填された導体ペーストは、充填されてから版離れす
るまでのスクリーンマスク開口部滞在時間が異なる。そ
れゆえ、版離れさせるときの導体ペーストの粘性係数は
スキージ移動方向に勾配をもつ。なぜなら、導体ペース
トの粘性係数はせん断応力を受けているときは減少し、
そのせん断応力から開放されると増加して回復するとい
う特性を導体ペーストがもつからである。スクリーンマ
スクの開口部に充填するときにせん断応力を受け、充填
完了後にそのせん断応力から開放されるので、導体ペー
ストの粘性係数は始めに充填された領域では回復して高
くなり、後から充填された領域では粘性係数の回復が遅
れているからである。したがって、版離れ時に、導体ペ
ーストが印刷領域の全面で同じ粘性係数になるには、充
填時に均一(同じせん断応力で)・同時にスクリーンマ
スク開口部に充填しなければならない。
【0004】また、コンタクト印刷方式では、版離れ時
のスクリーンマスクのたわみ量が位置により異なるの
で、このときペーストに作用するせん断応力が位置で異
なる。せん断応力が位置で異なれば、粘性係数が位置で
異なり均一な版離れができないので均一な印刷膜厚が得
られない。したがって、版離れ時において、スクリーン
マスクのたわみを無くさなければならない。
【0005】そこで本発明によれば、被印刷物を搭載す
るテーブルを多孔質部材とし、被印刷物をテーブルに固
定する真空吸着力が可変であり、導体ペーストをスクリ
ーン開口部に充填させるプレス板を備え、そのプレス板
の位置・荷重と温度が可変であることを特徴とするスク
リーン印刷機を用いて、被印刷物を多孔質部材とし、ス
クリーンマスク上への導体ペースト塗布と位置・荷重や
温度が調節可能なプレス板による導体ペースト充填とそ
のプレス板を 利用した版離れを交互に繰り返す印刷方
法によって、所定量・所定の形状に(パターン損傷がな
く、印刷膜厚が高く、印刷位置による膜厚に違いがな
く、ペースト飛散のない)導体ペーストが被印刷物上に
形成される。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、図1に示すような導体ペーストを充填するためのプ
レス板100を備えたことを特徴とするスクリーン印刷機
を用いて、導体ペーストをスクリーンマスクの開口部に
押し込め充填する。これにより、導体ペーストをスクリ
ーンマスクの開口部に均一・同時に充填させることが可
能になり、版離れのときにペーストの粘性係数が印刷エ
リア内で一様になり、そのプレス板を版離れ過程におい
ても利用することで印刷エリア全面で均一・同時に版離
れさせることができる。
【0007】また、そのスクリーン印刷機が、被印刷物
をテーブルに固定する真空吸着力が可変であり、被印刷
物を搭載するテーブルが多孔質部材であり、そのプレス
板の位置・荷重と温度が変更可能であり、被印刷物に多
孔質部材を使用することで、導体ペーストを所定量・所
定の形状に形成することが可能になり、高精度印刷がで
きる。
【0008】
【発明の実施の形態】(発明の実施の形態1)図1を参
照して、本発明の実施の形態のスクリーン印刷機の構成
要素である、プレス板100、スクリーン枠101、スクリー
ンマスク開口部102、被印刷物103、被印刷物が搭載され
るテーブル104、テーブル上下可動調節部105、スクリー
ンマスク106、プレス板温度調節用ホットプレート107、
ホットプレート温度制御装置108、プレス板支柱109、プ
レス板上下移動制御機構115、荷重制御装置110、スクリ
ーンフレーム111について説明する。
【0009】スクリーン枠101は、スクリーンフレーム1
11に固定されて動かない。スクリーン枠101には、形成
したい印刷パターンに対応するパターンがスクリーンマ
スク開口部102として、予め形成されているスクリーン
マスク106が貼り付けられている。
【0010】被印刷物が搭載されるテーブル104は多孔
質部材とし、真空吸着力調整バルブ116を介して真空ポ
ンプ117に接続しているので、バルブ116の調節で被印刷
物103の固定力は調整できる。また、被印刷物103を多孔
質部材にすることで、真空吸着固定力はスクリーンマス
ク106に伝わり、スクリーンマスク106は被印刷物103と
被印刷物が搭載されるテーブル104に密着固定される。
また、被印刷物が搭載されるテーブル104は、テーブル
上下可動調整部105で上下に移動する。
【0011】プレス板100は、プレス板支柱109に取り付
けられていて、プレス板100のプレス板支柱109側にはホ
ットプレート107が貼り付けられている。ホットプレー
ト107は、ホットプレート温度制御装置108により温度が
調節される。また、プレス板支柱109は、プレス板上下
移動制御機構115、及び、荷重制御装置110に接続されて
いる。
【0012】次に、本発明の実施の形態の印刷方法の各
工程について説明する。
【0013】第1の工程:図1に示すように、被印刷物1
03をテーブル104に真空吸着により固定する。
【0014】第2の工程:被印刷物が搭載されるテーブ
ル104の上下位置を制御して、図2に示すように、被印
刷物103とスクリーンマスク106を密着させる。
【0015】第3の工程:図2に示すホットプレート107
の温度をホットプレート温度制御装置108により充填性
に優れる温度に調節する。
【0016】第4の工程:プレス板100がホットプレート
107と同じ温度に達した後に、図3に示すように、導体
ペースト112をスクリーンマスク106上に適量塗布する。
【0017】第5の工程:適量塗布した導体ペーストが
印刷エリア全面に広がるまでプレス板上下移動制御機構
115によりプレス板100を下降させ、プレス板上下移動制
御機構115と荷重制御装置110を調節して、導体ペースト
112をスクリーン開口部102に充填する(図4参照)。
【0018】第6の工程:荷重するのをやめ、テーブル1
04を下降させてもプレス板100がスクリーンマスク106を
破らない位置に、プレス板上下移動制御機構115でプレ
ス板100の高さ位置を調節する(図5参照)。
【0019】第7の工程:被印刷物が搭載されるテーブ
ル104を、版離れ性に優れるテーブル下降速度で被印刷
物103とスクリーンマスク106が離れるまで下降させる
(図6参照)。
【0020】以上のスクリーン印刷機と印刷方法を用い
れば、導体ペースト112をスクリーンマスク開口部102に
均一・同時に充填するので、版離れのときにペーストの
粘性係数が印刷エリア内で一様になる。また、版離れの
ときにプレス板100をスクリーンマスク106に密着させて
いることにより、スクリーンマスク106の変形が生じな
いので印刷エリア全面で均一・同時に版離れさせること
ができ、導体ペーストを所定量・所定の形状に形成する
ことが可能になり、高精度印刷ができる。また、スクリ
ーンマスク開口部102に充填された導体ペースト112のス
クリーンマスク106と被印刷物103の間への入り込みは、
被印刷物に多孔質部材を用いればスクリーンマスク106
と被印刷物103はしっかりと密着固定されるので、真空
吸着力を調整することで解決される。
【0021】(発明の実施の形態2)次に、図7を参照
して本発明の実施の形態2について説明する。本発明の
実施の形態1のプレス板温度調節用ホットプレート107と
温度制御装置108の代わりに、電熱線113と電流制御装置
114で温度調節しても同様な効果がある。
【0022】また、印刷方法において、本発明の実施の
形態1の第6の工程と第7の工程の間に、プレス板100の温
度を導体ペーストの版離れ性に優れる温度に調節する工
程を設けることで、本発明の実施の形態1以上の効果が
得られる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
導体ペーストをスクリーンマスクの開口部に均一・同時
に充填するので、任意の経過時間においてペーストの粘
性係数が印刷エリア内で一様である。そして、版離れの
ときにプレス板をスクリーンマスクに密着させているこ
とにより、テーブルを下降してもスクリーンマスクの変
形が生じないので印刷エリア全面で均一・同時に版離れ
させることができる。この二つのことから導体ペースト
を所定量・所定の形状に形成することが可能になり、高
精度印刷ができる。すなわち、パターン損傷がなく、印
刷膜厚が高く、印刷位置による膜厚に違いがなく、ペー
スト飛散のない被印刷物が作製可能となる。また、形成
したい印刷パターンを形成するために、ペーストの粘性
係数やレオロジー的性質と充填時や版離れ時のプレス荷
重やプレス温度の最適化をはかることで、印刷品質を制
御できる。また、ペーストに作用する圧縮応力・温度と
印刷形状の相関関係からペーストの材料評価が可能とな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のスクリーン印刷機の構成図。
【図2】本発明の実施の形態1の印刷方法の第1と第2
と第3の工程の説明図。
【図3】本発明の実施の形態1の印刷方法の第4の工程
の説明図。
【図4】本発明の実施の形態1の印刷方法の第5の工程
の説明図。
【図5】本発明の実施の形態1の印刷方法の第6の工程
の説明図。
【図6】本発明の実施の形態1の印刷方法の第7の工程
の説明図。
【図7】本発明の実施の形態2のスクリーン印刷機の構
成図。
【図8】従来技術の説明図。
【符号の説明】
100…プレス板、101…スクリーン枠、102…スクリーン
マスク開口部、103…被印刷物、104…被印刷物が搭載さ
れるテーブル、105…テーブル上下可動調節部、106…ス
クリーンマスク、107…ホットプレート、108…、ホット
プレート温度制御装置、109…プレス板支柱、110…荷重
制御装置、111…スクリーンフレーム、112…導体ペース
ト、113… 電熱線、114…電流制御装置、115…プレス板
上下移動制御機構、116…真空吸着力調整バルブ、117…
真空ポンプ、118…、スキージ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H05K 3/12 610 H05K 3/12 610P (72)発明者 小田島 均 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 筒井 義隆 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 黒木 喬 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 相内 進 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 石原 昌作 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 岡本 正英 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 Fターム(参考) 2C035 AA06 FA30 FC07 FD15 FD40 5E343 AA02 BB72 DD03 FF02 FF12 GG06

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 スクリーン印刷機において、被印刷物を
    搭載するテーブルを多孔質部材とし、被印刷物をテーブ
    ルに固定する真空吸着力が可変であり、導体ペーストを
    スクリーンマスク開口部に充填させるプレス板を備えた
    ことを特徴とするスクリーン印刷機。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のスクリーン印刷機におい
    て、プレス板の位置・荷重と温度が可変であることを特
    徴とするスクリーン印刷機。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のスクリーン印刷機におい
    て、そのプレス板のスクリーンマスク側に弾性体を備え
    たことを特徴とするスクリーン印刷機。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のスクリーン印刷機におい
    て、そのプレス板のスクリーンマスク側に導体ペースト
    と接着性の悪い部材を備えたことを特徴とするスクリー
    ン印刷機。
  5. 【請求項5】 被印刷物を多孔質部材とし、請求項1記
    載のスクリーン印刷機を用いて、プレス板を用いて導体
    ペーストをスクリーンマスク開口部に充填する工程とそ
    のプレス板を利用して導体ペーストをスクリーンマスク
    開口部から版離れさせる工程を含むことを特徴とする印
    刷方法。
  6. 【請求項6】 被印刷物を多孔質部材とし、請求項2記
    載のスクリーン印刷機を用いて、プレス板を用いて導体
    ペーストをスクリーンマスク開口部に充填する工程とそ
    のプレス板を利用して導体ペーストをスクリーンマスク
    開口部から版離れさせる工程を含むことを特徴とする印
    刷方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7288436B2 (en) 2004-06-24 2007-10-30 Samsung Electronics, Co., Ltd. Semiconductor chip package manufacturing method including screen printing process
JP2008023717A (ja) * 2006-07-18 2008-02-07 Dainippon Printing Co Ltd スクリーン印刷方法

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US7288436B2 (en) 2004-06-24 2007-10-30 Samsung Electronics, Co., Ltd. Semiconductor chip package manufacturing method including screen printing process
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