JP2005138318A - Screen process printing method and screening mask - Google Patents

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峰明 衛藤
Kazuo Umeda
和夫 梅田
Takeshi Tsunoda
剛 角田
Hitoshi Tanaka
仁志 田中
Naoto Kamegawa
直人 亀川
Takayuki Terauchi
崇之 寺内
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To uniformly fill the pits of a screening mask with a paste-like material which is equivalent to an ink, in a screen process printing method which prints a material to be printed using the screening mask as well as the screening mask. <P>SOLUTION: In this screen process printing method, the screening mask is structured of a first surface which is apart from the material to be printed retained on a printing table and yet to come into contact with the material and has a plurality of nearly circular perforated openings; a plurality of grooves which communicate with the openings in the first surface material and engraved in one direction; and a second surface which has a plurality of grooves, engraved in one direction communicating with the openings in the first surface and receiving a pressure from a squeegee. The screen mask is set opposite to the material to be printed, then the squeegee is pressed to the second surface of the screening mask through a paste and the first surface of the screening mask is brought into contact linearly with the material, Further, the squeegee is moved in a direction where it crosses the direction where the material comes into contact with the screening mask so that this contact position moves, and thus the paste is transferred to the material. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、スクリーンマスク(スクリーン版)により被印刷物に印刷を行なうスクリーン印刷方法およびそのスクリーンマスクに係り、特に、インクに相当するペースト状物体をスクリーンマスクのピットにばらつきなく充填するのに適するスクリーン印刷方法およびスクリーンマスクに関する。   The present invention relates to a screen printing method for printing on an object to be printed with a screen mask (screen plate), and the screen mask, and more particularly to a screen suitable for filling paste-like objects corresponding to ink in pits of the screen mask without variations. The present invention relates to a printing method and a screen mask.

微細な構造物を物体面上に形成するためスクリーン印刷を応用する技術が種々の場面で用いられている。配線板または金属箔上に微細構造物としての導電性バンプを形成するのもそのひとつである。このような方法で印刷・形成される導電性バンプは、尖りを有するので半硬化状態の絶縁板(プリプレグ)を貫通しやすくその貫通により絶縁板間の層間接続体として使用することができる。   In order to form a fine structure on an object surface, a technique using screen printing is used in various situations. One of them is to form conductive bumps as fine structures on a wiring board or metal foil. Since the conductive bumps printed and formed by such a method have a sharp point, the conductive bumps can easily pass through the semi-cured insulating plate (prepreg) and can be used as an interlayer connection between the insulating plates by the penetration.

導電性バンプの形成は、絶縁板を貫通するためある程度の高さが必要である。また、その形成高さに均一性が求められる。均一性が悪いと絶縁板への貫通が不完全の導電性バンプの発生確率が増加し、配線板としての製造歩留まりが悪化するからである。   The formation of the conductive bumps requires a certain height to penetrate the insulating plate. Further, the formation height is required to be uniform. This is because if the uniformity is poor, the probability of occurrence of conductive bumps that are incompletely penetrated into the insulating plate increases, and the production yield as a wiring board deteriorates.

スクリーン印刷の従来技術では、導電性バンプの形成とは異なるスクリーン印刷ではあるが、例えば実開平4−137874号公報記載のものがある。同文献の技術では、本来のマスク部分に積層して、このマスクにおける開口の径より大きな径の開口を重ねるように、厚み方向のスペーサとなる別のマスク部分が設けられる。このような開口の重なるピット(貫通孔)により十分な量のペーストの転移(転写)を図っている。しかしながら、ペースト転移量のばらつき低減についての言及はない。
実開平4−137874号公報
In the conventional screen printing technique, there is a screen printing different from the formation of conductive bumps, for example, one described in Japanese Utility Model Laid-Open No. 4-137874. In the technique of this document, another mask portion serving as a spacer in the thickness direction is provided so as to be laminated on the original mask portion and to overlap an opening having a diameter larger than that of the opening in the mask. A sufficient amount of paste is transferred (transferred) by the pits (through holes) where the openings overlap. However, there is no mention of reducing variations in paste transfer amount.
Japanese Utility Model Publication No. 4-137874

導電性バンプの形成においては、形成高さのばらつき要因として、スキージによってスクリーンマスクのピットに充填される印刷時のペースト状物体の量がばらつくことが挙げられる。充填量のばらつきは、次のような発生理由が考えられる。導電性バンプ形成は、印刷後のペースト状物体が被印刷物面上に転写されたときに錐体状になることが求められるので、その粘度が一般的に高い(常温で例えば1000Pa・sないし3000Pa・s)。粘度が高いと、スキージがスクリーンマスクに押圧されたときに生じるスキージへのペースト状物体からの反力が、スクリーンマスクへの接触各部で、付近の微視的なペースト状物体の量によりかなり大きく異なる。   In the formation of the conductive bumps, the amount of paste-like objects at the time of printing filled in the pits of the screen mask by the squeegee varies as a cause of variation in the formation height. The variation in filling amount can be caused by the following reasons. Since the conductive bump formation is required to have a cone shape when the paste-like object after printing is transferred onto the surface of the printing material, its viscosity is generally high (for example, 1000 Pa · s to 3000 Pa at room temperature).・ S). When the viscosity is high, the reaction force from the paste-like object to the squeegee when the squeegee is pressed against the screen mask is considerably large due to the amount of microscopic paste-like objects in the vicinity of each part that contacts the screen mask. Different.

よって、スクリーンマスクの微視的な変形量が付近の微視的なペースト状物体の量により変わることになる。この結果、ピット内へのスクリーンマスクのエッジの変形量(押し込まれる量)にばらつきが生じ、したがって、エッジですり切られてピット内に充填されるペースト状物体の量がばらつく。   Therefore, the microscopic deformation amount of the screen mask varies depending on the amount of the microscopic pasty object in the vicinity. As a result, the amount of deformation (the amount to be pushed) of the edge of the screen mask into the pit varies, and the amount of paste-like objects that are cut off by the edge and filled into the pit varies.

本発明は、上記の事情を考慮してなされたもので、スクリーンマスクにより被印刷物に印刷を行なうスクリーン印刷方法およびそのスクリーンマスクにおいて、インクに相当するペースト状物体をスクリーンマスクのピットにばらつきなく充填することが可能なスクリーン印刷方法およびスクリーンマスクを提供することを目的とする。   The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and a screen printing method for printing on a printing material using a screen mask and the screen mask, in which paste-like objects corresponding to ink are filled in the pits of the screen mask without variations. It is an object of the present invention to provide a screen printing method and a screen mask that can be used.

上記の課題を解決するため、本発明に係るスクリーン印刷方法は、印刷台上に被印刷物を保持する工程と、前記保持された被印刷物に離間して、ほぼ円形の開口が複数穿設された、前記被印刷物に接触すべき第1の面と、前記第1の面の開口に連通した溝が一の方向に複数彫設された、スキージから押圧を受けるべき第2の面とを有するスクリーンマスクを前記被印刷物に向い合わせる工程と、前記スクリーンマスクの前記第2の面にペーストを介してスキージを押し当てて前記スクリーンマスクの前記第1の面を前記被印刷物に線状に当接させる工程と、前記スキージを、前記被印刷物と前記スクリーンマスクとの当接位置が移動するように前記当接の方向と交わる方向に移動して前記ペーストを前記被印刷物に転写する工程とを具備することを特徴とする。   In order to solve the above-described problems, a screen printing method according to the present invention includes a step of holding a printing material on a printing table and a plurality of substantially circular openings that are spaced apart from the held printing material. A screen having a first surface to be in contact with the substrate and a second surface to be pressed from a squeegee, wherein a plurality of grooves communicating with the opening of the first surface are carved in one direction. A step of facing a mask to the substrate, and a squeegee is pressed against the second surface of the screen mask via a paste so that the first surface of the screen mask is in linear contact with the substrate. And a step of transferring the paste to the printing material by moving the squeegee in a direction intersecting the abutting direction so that a contact position between the printing material and the screen mask is moved. And wherein the door.

すなわち、このスクリーン印刷方法は、使用するスクリーンマスクが通常とは異なり、ほぼ円形の開口が複数穿設された、被印刷物に接触すべき第1の面と、この第1の面の開口に連通した溝が一の方向に複数彫設された、スキージから押圧を受けるべき第2の面とを有するものを使用する。このようなスクリーンマスクでは、スキージのスクリーンマスクへの接触各部における微視的な変形(押し込まれ量)が異なっても、その変形は溝の部分に留まり円形の開口の部分には及ばない。したがって、円形の開口の部分へのペースト状物体の充填量が均一化される。   That is, in this screen printing method, a screen mask to be used is different from a normal one, and a plurality of substantially circular openings are perforated, and the first surface to be in contact with the substrate to be printed is communicated with the openings on the first surface. A groove having a plurality of grooves formed in one direction and having a second surface to be pressed from the squeegee is used. In such a screen mask, even if microscopic deformation (indentation amount) of each part of the squeegee contacting the screen mask differs, the deformation remains at the groove portion and does not reach the circular opening portion. Therefore, the filling amount of the paste-like object in the circular opening is made uniform.

本発明に係るスクリーンマスクは、よって、ほぼ円形の開口が複数穿設された、被印刷物に接触すべき第1の面と、前記第1の面の開口に連通した溝が一の方向に複数彫設された、スキージから押圧を受けるべき第2の面とを具備することを特徴とする。このスクリーンマスクの作用および効果は上記の通りである。   Accordingly, the screen mask according to the present invention has a plurality of substantially circular openings perforated in a single direction, and a first surface to be in contact with the substrate and a plurality of grooves communicating with the openings on the first surface. And a second surface to be pressed from the squeegee. The operation and effect of this screen mask are as described above.

本発明によれば、スクリーン印刷方法およびそのスクリーンマスクにおいて、インクに相当するペースト状物体をスクリーンマスクのピットにばらつきなく充填することが可能になる。   According to the present invention, in the screen printing method and the screen mask, it becomes possible to fill the pits of the screen mask with the paste-like object corresponding to the ink without variation.

本発明の実施態様として、前記スクリーンマスクの前記第1の面の開口と前記第2の面の溝との板厚さ方向寸法の割合は、7対3ないし3対7とすることができる。溝の深さを実際的に設計するとこの程度が製作容易である。   As an embodiment of the present invention, the ratio of the dimension in the plate thickness direction between the opening on the first surface and the groove on the second surface of the screen mask can be 7 to 3 to 3 to 7. This level is easy to manufacture when the depth of the groove is actually designed.

また、実施態様として、前記スクリーンマスクの厚さは、前記第1の面の開口の径の0.5倍ないし2倍である、とすることができる。これは、開口の径に対してスクリーンマスクの厚さが薄すぎても厚すぎても、ペースト状物体の転移量増加にはあまり寄与しないからである。薄すぎると充填量の不足になり、厚すぎると開口の内壁に引っ張られて残留する量が多くなる。   As an embodiment, the thickness of the screen mask may be 0.5 to 2 times the diameter of the opening on the first surface. This is because if the thickness of the screen mask is too thin or too thick with respect to the diameter of the opening, it does not contribute much to the increase in the transfer amount of the paste-like object. If it is too thin, the filling amount will be insufficient, and if it is too thick, the amount remaining by being pulled by the inner wall of the opening will increase.

また、実施態様として、前記スクリーンマスクの前記第2の面の溝の幅は、前記第1の面の開口の径の2倍ないし20倍である、とすることができる。実際的な設計値である。   As an embodiment, the width of the groove of the second surface of the screen mask may be 2 to 20 times the diameter of the opening of the first surface. This is a practical design value.

また、実施態様として、前記スクリーンマスクの前記第2の面の溝の長さは、前記第1の面の開口の径の10倍以上である、とすることができる。同様である。   As an embodiment, the length of the groove on the second surface of the screen mask can be 10 times or more the diameter of the opening on the first surface. It is the same.

また、実施態様として、前記スクリーンマスクの前記第2の面の溝に連通する前記第1の面の開口は、一の溝あたり複数存するようにしてもよい。複数の開口間の距離が小さい場合にはこのような態様になる。このようにしても効果が生じるための作用に違いはない。   As an embodiment, a plurality of openings on the first surface communicating with the grooves on the second surface of the screen mask may exist per groove. This is the case when the distance between the openings is small. Even if it does in this way, there is no difference in the effect | action for producing an effect.

また、ここで、前記スクリーンマスクの一の溝あたり複数存する前記第1の面の開口は、該一の溝が彫設された方向に対して縦横の広がりをもって存する、となっていてもよい。実施態様としては、溝の彫設の方向に一致して一直線に存する場合、溝の彫設の方向と垂直の方向に一致して一直線に存する場合、また、溝の彫設の方向およびその垂直方向とは関係なく縦横の広がりをもって存する場合のいずれも考えられる。   Here, a plurality of openings on the first surface per groove in the screen mask may have a vertical and horizontal spread with respect to the direction in which the groove is carved. As an embodiment, in the case of being in a straight line corresponding to the direction of the groove engraving, in the case of being in a straight line corresponding to the direction perpendicular to the direction of the groove engraving, and in the direction of the groove engraving and its vertical Any of the cases where there is a vertical and horizontal spread irrespective of the direction can be considered.

以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るスクリーン印刷方法を実施するのに適する装置の構成を模式的に示す側面図である。図2は、その特にスキージとスクリーンマスクの部分のみを示す模式的上面図である。図1、図2において対応する部分には同一符号を付してある。   Based on the above, embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view schematically showing a configuration of an apparatus suitable for carrying out a screen printing method according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic top view showing only the squeegee and the screen mask. Corresponding parts in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.

構成を説明するに、図1に示すように、印刷台2上に被印刷物としての例えば配線板基材10が例えばバキューム吸着により保持可能にされる。この保持された配線板基材10に向い合いかつ離間するようにスクリーンマスク5がスクリーンマスク設置部3、4により張設される。配線板基材10とスクリーンマスク5との離間距離は例えば1mmないし3mm程度にする。   To explain the configuration, as shown in FIG. 1, for example, a wiring board substrate 10 as a printing material can be held on a printing table 2 by, for example, vacuum suction. The screen mask 5 is stretched by the screen mask setting portions 3 and 4 so as to face and separate from the held wiring board substrate 10. The distance between the wiring board substrate 10 and the screen mask 5 is, for example, about 1 mm to 3 mm.

スクリーンマスク5は、その材料としてアルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、銅、真ちゅうなどを用いることができる。厚さ(総厚)は、50μmから500μm程度のものを用いることができる。被印刷物としては、リジッドまたはフレキシブルな樹脂基板、金属箔(銅箔)、ガラス板、セラミック板などが適用できる。   As the material of the screen mask 5, aluminum, nickel, stainless steel, copper, brass, or the like can be used. A thickness (total thickness) of about 50 μm to 500 μm can be used. As the substrate, a rigid or flexible resin substrate, a metal foil (copper foil), a glass plate, a ceramic plate, or the like can be applied.

スクリーンマスク5には、導電性ペースト6を被印刷物側に移動・転写し付着させるためのピット6a、6b、…が被印刷物に対向する側の面に穿設されている。ピット6a等は横断面形状がほぼ円形でありその直径は、例えば50μmから500μm程度にすることができる。また、ピット6a、6b、…は、スクリーンマスク5のスキージ1(後述)が対向する面に彫設された溝7a、7b、…に連通している。すなわち、図2を参照するに、各ピット6a、…は、それぞれスクリーンマスク5の一定の方向に彫設された溝7a、…のいずれかに連通しており、ひとつの溝にピットが複数存在することもある。溝にピットが複数ある場合、溝内でのピットの配置は、溝の上記一定の方向に対して縦横の広がりをもっていてもよい。   In the screen mask 5, pits 6a, 6b,... For moving, transferring and adhering the conductive paste 6 to the printed material are formed on the surface facing the printed material. The pits 6a and the like have a substantially circular cross-sectional shape, and the diameter can be, for example, about 50 μm to 500 μm. The pits 6a, 6b,... Communicate with grooves 7a, 7b,... Carved on the surface of the screen mask 5 facing the squeegee 1 (described later). That is, referring to FIG. 2, each pit 6a communicates with one of the grooves 7a engraved in a certain direction of the screen mask 5, and a plurality of pits exist in one groove. Sometimes. When there are a plurality of pits in the groove, the arrangement of the pits in the groove may have a vertical and horizontal spread with respect to the certain direction of the groove.

スクリーンマスク5の上方にはスキージ1が設けられ、スキージ1は、スクリーンマスク5を線状に(紙面と垂直方法の線状に)押し下げ、スクリーンマスク5を配線板基材10に同様な線状に当接させることができる。スキージ1には、その材質としては、ウレタン樹脂のような樹脂、金属、金属に樹脂をコーティングしたものなどを利用することができる。また、スキージ1は、印刷に供用して経時的に摩耗するので装置として交換可能に構成してもよい。   A squeegee 1 is provided above the screen mask 5, and the squeegee 1 pushes down the screen mask 5 linearly (in a line perpendicular to the paper surface), and the screen mask 5 is applied to the wiring board substrate 10 in the same linear form. It can be made to contact. The squeegee 1 can be made of a resin such as a urethane resin, a metal, or a metal coated with a resin. Further, since the squeegee 1 is used for printing and wears over time, the squeegee 1 may be configured to be replaceable as an apparatus.

スキージ1は、配線板基材10の主面に対して傾いており、スクリーンマスク5を押し下げたまま紙面右から左方向に(すなわち傾いたスキージ1の上方をスキージ1の下方が追いかける方向に)スキージ移動機構としてのスキージ移動案内レール11に案内されて移動する。この移動方向は、スクリーンマスク5に設けられた各溝7a、7b、…の設置方向に一致する。この移動に際し、スキージ1の前方、スクリーンマスク5上に導電性ペースト8を位置させておく。導電性ペースト8には、例えばペースト状樹脂の中に金属粒(銀、金、銅、半田など)を分散させ、加えて揮発性の溶剤を混合させたものを用いる。その粘度は、常温(20℃)で例えば1000Pa・sないし3000Pa・sである。   The squeegee 1 is inclined with respect to the main surface of the wiring board base material 10, and the screen mask 5 is pressed down from the right side to the left side of the sheet (that is, in the direction in which the lower part of the squeegee 1 follows the inclined squeegee 1). It moves while being guided by a squeegee movement guide rail 11 as a squeegee moving mechanism. This moving direction coincides with the installation direction of the grooves 7a, 7b,... Provided in the screen mask 5. In this movement, the conductive paste 8 is positioned in front of the squeegee 1 and on the screen mask 5. As the conductive paste 8, for example, a paste in which metal particles (silver, gold, copper, solder, etc.) are dispersed in a paste-like resin and a volatile solvent is mixed is used. The viscosity is, for example, 1000 Pa · s to 3000 Pa · s at normal temperature (20 ° C.).

次に、作用を述べるに、上記のようなスキージ1の動きにより、導電性ペースト8は、スキージ1直下近くではその一部が溝7bを介してピット6bに充填される。ここで、ピット6bへの導電性ペースト8の充填量は、溝7bの存在によりより均一化されたものになる。これは、溝7bがない場合には、スキージ1が下方に押されることによって生じるピット6b付近でのスキージ1の微視的な変形が、ピット6b内へ押し込まれる変形になるからである。このような変形の量がばらつくと充填される導電性ペースト8の量もばらつく。これに対して、溝7bがある場合には、溝7b内へ押し込まれるスキージ1の微視的な変形にばらつきが生じても、ピット6b内への導電性ペースト8の充填量には影響しなくなる。この点はさらに後述する(図3)。   Next, to describe the operation, due to the movement of the squeegee 1 as described above, a part of the conductive paste 8 is filled in the pits 6b via the grooves 7b near the squeegee 1. Here, the filling amount of the conductive paste 8 into the pits 6b becomes more uniform due to the presence of the grooves 7b. This is because when there is no groove 7b, the microscopic deformation of the squeegee 1 near the pit 6b caused by the squeegee 1 being pushed downward becomes a deformation that is pushed into the pit 6b. If the amount of such deformation varies, the amount of the conductive paste 8 to be filled also varies. On the other hand, when there is the groove 7b, even if the microscopic deformation of the squeegee 1 pushed into the groove 7b varies, the filling amount of the conductive paste 8 into the pit 6b is affected. Disappear. This point will be further described later (FIG. 3).

ピット6bに充填された導電性ペースト8は、スキージ1が移動しスクリーンマスク5が配線板基材10から隔離し始めると、一部は配線板基材10に付着して引っ張られ、他の一部はピット6b内に残留するように引っ張られる。スキージ1が図1左方向へさらに動くと、スキージ1の後方ではスクリーンマスク5と配線板基材10との距離がさらに離間し、一部がピット6b(6c、6d、6e)内に残り、配線板基材10に引っ張られた部分が分断されて先が尖った形状で配線板基材10に付着する(導電性バンプ9となる。)。   When the squeegee 1 moves and the screen mask 5 starts to be separated from the wiring board substrate 10, a part of the conductive paste 8 filled in the pits 6 b adheres to the wiring board substrate 10 and is pulled, The part is pulled so as to remain in the pit 6b. When the squeegee 1 further moves leftward in FIG. 1, the distance between the screen mask 5 and the wiring board substrate 10 is further separated behind the squeegee 1, and a part remains in the pits 6b (6c, 6d, 6e). A portion pulled by the wiring board substrate 10 is divided and attached to the wiring board substrate 10 in a sharp shape (becomes conductive bumps 9).

導電性バンプ9を形成した後は、配線板基材10をこのスクリーン印刷装置から取り出し、導電性バンプ9を有する配線板基材10について例えば百数十℃で乾燥を行なうと導電性バンプ9を硬化させることができる。硬化された導電性バンプ9を有する配線板基材10を、半硬化状態の絶縁板(プリプレグ)と積層プレスして導電性バンプ9によりプリプレグを貫通させて層間接続体にする。このような層間接続体は、高さのばらつきが抑制されていることから接続信頼性が向上している。また、用いるプリプレグとして材料の選択肢を広げることもできるので、コストや生産性を改善できる。   After the conductive bumps 9 are formed, the wiring board substrate 10 is taken out from the screen printing apparatus, and the wiring board substrate 10 having the conductive bumps 9 is dried at, for example, hundreds of degrees C. It can be cured. The wiring board substrate 10 having the cured conductive bump 9 is laminated and pressed with a semi-cured insulating plate (prepreg), and the conductive bump 9 penetrates the prepreg to form an interlayer connection. Such an interlayer connection body has improved connection reliability because variation in height is suppressed. Moreover, since the choice of a material can also be expanded as a prepreg to be used, cost and productivity can be improved.

なお、貫通性向上のため導電性バンプ10をさらに高くに形成するためは、導電性バンプ9を乾燥・硬化させ、同一パターンのスクリーンマスクを用いて導電性ペースト8を複数回印刷する方法を採り得る。このような場合でも、従来の場合よりその形成高さばらつきを減少して生産性高く例えば配線板を製造できる。   In order to form the conductive bumps 10 higher in order to improve penetrability, the conductive bumps 9 are dried and cured, and the conductive paste 8 is printed a plurality of times using the same pattern screen mask. obtain. Even in such a case, for example, a wiring board can be manufactured with high productivity by reducing the variation in the formation height compared to the conventional case.

図3は、上述したスクリーン印刷方法によってピット内に充填される導電性ペーストの量が均一化される仕組みを従来の場合と比較して説明するための、スキージおよびピットの近傍を拡大して示す模式的断面図である。図3において、すでに説明したものと同一のものには同一番号を付してある。   FIG. 3 is an enlarged view of the vicinity of the squeegee and the pit for explaining the mechanism of equalizing the amount of the conductive paste filled in the pit by the screen printing method described above in comparison with the conventional case. It is typical sectional drawing. In FIG. 3, the same components as those already described are denoted by the same reference numerals.

図3(a)は、本発明の上記実施形態の場合である。スキージ1の進行に伴い、スキージ1は直前方の導電性ペースト8を溝7bおよびピット6bに充填し、同時にスキージ1の直後方では、導電性ペースト8をすり切って上面を形成していく。このような作用により、導電性ペースト8は図3(a)におけるピッチの粗いハッチング部分のような形状を呈する。スキージ1は、下方への力の印加により微視的に変形してスクリーンマスク5の溝7bにわずかに押し込まれている。ここで、スキージ1の変形は溝7bの深さより小さい範囲に留まる。したがって、ピット6bに充填される導電性ペースト8(図でドットパターンで示された部分)の量にばらつきは生じない。   FIG. 3A shows the case of the above embodiment of the present invention. As the squeegee 1 progresses, the squeegee 1 fills the grooves 7b and pits 6b with the immediately preceding conductive paste 8, and at the same time immediately after the squeegee 1, the conductive paste 8 is worn to form an upper surface. By such an action, the conductive paste 8 has a shape like a hatched portion with a rough pitch in FIG. The squeegee 1 is microscopically deformed by application of a downward force and is slightly pushed into the groove 7 b of the screen mask 5. Here, the deformation of the squeegee 1 remains in a range smaller than the depth of the groove 7b. Therefore, there is no variation in the amount of the conductive paste 8 (portion indicated by the dot pattern in the figure) filled in the pits 6b.

これに対し図3(b)は、スクリーンマスク5Aに溝7bがなくピット6Abのみがある場合である。この場合には、スキージ1が下方へ押圧されて微視的に変形すると、図示するようにピット6Ab内にスキージ1が押し込まれる。この状態でスキージ1の直後方では導電性ペースト8をすり切って上面が形成されていくことは同様である。したがって、この場合、導電性ペースト8は図3(b)におけるピッチの粗いハッチング部分のような形状を呈する。なお、スキージ1は、直前方に存在する導電性ペースト8から反力F1を受けている。   On the other hand, FIG. 3B shows a case where the screen mask 5A has no grooves 7b and only pits 6Ab. In this case, when the squeegee 1 is pressed downward and deformed microscopically, the squeegee 1 is pushed into the pit 6Ab as shown in the figure. In this state, immediately after the squeegee 1, the conductive paste 8 is worn to form the upper surface. Therefore, in this case, the conductive paste 8 has a shape like a hatched portion with a rough pitch in FIG. The squeegee 1 receives a reaction force F1 from the conductive paste 8 existing immediately before.

図3(c)の状態は、図3(b)とほぼ同じであるが、スキージ1の直前方に存在する導電性ペースト8の量が異なる(より少ない)場合である。この場合には、スキージ1の直前方に存在する導電性ペースト8からの反力F2は上記のF1より小さくなる。したがってスキージ1がピット6Ab内に押し込まれる変形量は、図示するように、図3(b)に示す場合より大きくなる。   The state of FIG. 3C is almost the same as that of FIG. 3B, but is a case where the amount of the conductive paste 8 existing immediately before the squeegee 1 is different (less). In this case, the reaction force F2 from the conductive paste 8 existing immediately before the squeegee 1 is smaller than the above F1. Therefore, the amount of deformation by which the squeegee 1 is pushed into the pit 6Ab is larger than that shown in FIG.

図3(b)と図3(c)におけるドットパターンで示された部分は、それぞれ、ピット6Abに充填される導電性ペースト8を示している。すなわち、スキージ1の直前方に存在する導電性ペースト8の量によりスキージ1の変形の程度が異なり、これによりピット6Abに充填される導電性ペースト8の量がばらつくことを示している。このような充填量のばらつきは、形成される導電性バンプの高さばらつきの原因になる。   The portions indicated by the dot patterns in FIGS. 3B and 3C indicate the conductive paste 8 filled in the pits 6Ab, respectively. That is, the degree of deformation of the squeegee 1 varies depending on the amount of the conductive paste 8 existing immediately before the squeegee 1, and this indicates that the amount of the conductive paste 8 filled in the pits 6Ab varies. Such variations in the filling amount cause variations in the height of the conductive bumps to be formed.

なお、実際に、スキージ1の直前方に存在する導電性ペースト8の量は、例えば、スキージ1の長手方向位置により異なったり、複数回印刷することにより減少したりして、スキージ1の長手方向や印刷の位置により、加えて時間的に常に変動する。このような変動に対して上記実施形態では、ピット6a、…内への導電性ペースト8の充填量を一定化できる。したがって、形成される導電性バンプ9の高さのばらつきを低減できる。   Actually, the amount of the conductive paste 8 present immediately before the squeegee 1 varies depending on the position of the squeegee 1 in the longitudinal direction or decreases by printing a plurality of times. In addition, depending on the position of printing and the time of printing, it always varies with time. In this embodiment, the amount of the conductive paste 8 filled in the pits 6a,. Therefore, variation in the height of the conductive bump 9 to be formed can be reduced.

実験では、導電性バンプ9の形成高さばらつきを次のように低減できた。条件として、導電性ペースト8にフェノールメラミン系樹脂を含有する銀ペーストを用い、スクリーンマスク5として厚さ0.2mm、ピット径0.15mm、溝の深さ0.1mm、溝の幅がピット径の5倍から10倍程度、溝の長さがピット径の30倍程度のものを用いた。比較例のスクリーン印刷としては、同様の銀ペーストを用い、スクリーンマスク5Aとして厚さ0.15mm、ピット径0.15mmのものを用いた。両者とも3回の複数回印刷を行った。なお、スクリーンマスク5、5Aの厚さが異なるのは、形成される導電性バンプの平均高さをほぼ揃えるためである。   In the experiment, the variation in the formation height of the conductive bumps 9 could be reduced as follows. As a condition, a silver paste containing phenol melamine resin is used as the conductive paste 8, the screen mask 5 has a thickness of 0.2 mm, a pit diameter of 0.15 mm, a groove depth of 0.1 mm, and the groove width is the pit diameter. 5 to 10 times, and the groove length is about 30 times the pit diameter. For the screen printing of the comparative example, the same silver paste was used, and the screen mask 5A having a thickness of 0.15 mm and a pit diameter of 0.15 mm was used. In both cases, printing was performed three times. Note that the thicknesses of the screen masks 5 and 5A are different because the average heights of the conductive bumps to be formed are substantially uniform.

スクリーンマスク5の場合には、形成高さの平均が138μmで、高さのばらつき3σ(3σは周知のように標準偏差の3倍)が21μmであった。スクリーンマスク5Aでは、形成高さの平均が132μmで、高さのばらつき3σが27μmであった。よって、平均に対するばらつきの割合は、スクリーンマスク5で約15%、スクリーンマスク5Aで約20%である。すなわち、形成高さばらつきを3/4程度に低減できた。   In the case of the screen mask 5, the average height was 138 μm, and the height variation 3σ (3σ is three times the standard deviation as is well known) was 21 μm. In the screen mask 5A, the average formation height was 132 μm, and the height variation 3σ was 27 μm. Therefore, the ratio of variation to the average is about 15% for the screen mask 5 and about 20% for the screen mask 5A. That is, the variation in formation height could be reduced to about 3/4.

図4は、スクリーンマスク5におけるピットと溝の寸法各諸元を説明するための正面図および側面図である。図4(a)と図4(b)との違いは、ピットと溝の形成を同一の板部材に施した場合(図4(a))と別の板部材に施した場合(図4(b))の違いである。両者とも、ピットの貫通方向深さD2と溝の深さD1との割合は、製作の容易さや効果を考慮すると、7対3から3対7程度にするのが一応好ましい。また、厚さTは、ピットの径Dと関係しており、Dの0.5倍ないし2倍が好ましい。薄すぎるとペースト充填量の不足になり、厚すぎると開口の内壁に引っ張られて残留するペースト量が多くなり、ともにペーストの転移量増加には寄与しなくなる。   FIG. 4 is a front view and a side view for explaining the dimensions of the pits and grooves in the screen mask 5. The difference between FIG. 4 (a) and FIG. 4 (b) is that pits and grooves are formed on the same plate member (FIG. 4 (a)) and on a different plate member (FIG. 4 ( b)). In both cases, the ratio between the pit penetration depth D2 and the groove depth D1 is preferably about 7 to 3 to 3 to 7 in consideration of ease of manufacture and effects. The thickness T is related to the pit diameter D, and is preferably 0.5 to 2 times D. If it is too thin, the amount of paste filling will be insufficient, and if it is too thick, the amount of paste remaining will be increased by being pulled by the inner wall of the opening, and both will not contribute to an increase in the amount of paste transferred.

さらに、溝の長さL1は、ピットの径Dの10倍以上にすることが一応の目安である。短すぎると溝の長さL1の端部にペーストの粘度によっては空隙が生じた場合にピット内へのペーストの充填に影響が生じる。溝の幅L2は、ピットの径Dの2倍ないし20倍に設定するのが目安になる。狭すぎると溝内でのピットの配置の融通性が小さくなり、広すぎると溝の深さD1の底面にスキージ1の変形が及んでしまう可能性が生じる。   Further, it is a rough guide that the length L1 of the groove is 10 times or more the diameter D of the pit. If it is too short, depending on the viscosity of the paste at the end of the groove length L1, there will be an effect on the filling of the paste into the pits when a gap is generated. As a guideline, the width L2 of the groove is set to be 2 to 20 times the diameter D of the pit. If it is too narrow, the flexibility of the arrangement of the pits in the groove is reduced, and if it is too wide, the squeegee 1 may be deformed on the bottom surface of the groove depth D1.

なお、図4(a)に示す一体ものを製造するには、例えば、ピット形成済みまたは前のスクリーンマスクとなる板にフォトレジストマスクを貼付または塗布してこれを溝パターン部位が抜けるようにパターニングし、上記板をエッチング加工する方法を用いることができる。または、NC(numerical control)加工機などを用いる方法も考えられる。また、図4(b)に示す積層構造のものは、積層の両者にあらかじめ貫通加工を行っておいてから貼り合わせる方法と、貼り合わせてから両面に溝またはピットを形成する方法とが考えられる。後者の方法では、材質の違いにより化学的エッチングを適用することも可能である。   4A, for example, a photoresist mask is pasted or applied to a plate that has been formed with pits or is used as a previous screen mask, and is patterned so that the groove pattern portion is removed. And the method of etching the said board can be used. Alternatively, a method using an NC (numerical control) processing machine is also conceivable. Further, in the case of the laminated structure shown in FIG. 4B, there are a method of pasting through both of the laminated layers in advance and a method of pasting and a method of forming grooves or pits on both sides after the pasting. . In the latter method, chemical etching can be applied depending on the material.

本発明の一実施形態に係るスクリーン印刷方法を実施するのに適する装置の構成を模式的に示す側面図。The side view which shows typically the structure of the apparatus suitable for enforcing the screen printing method which concerns on one Embodiment of this invention. 図1に示す装置の特にスキージとスクリーンマスクの部分のみを示す模式的上面図。FIG. 2 is a schematic top view showing only the squeegee and screen mask portions of the apparatus shown in FIG. 1. 本発明の一実施形態に係るスクリーン印刷方法によってピット内に充填される導電性ペーストの量が均一化される仕組みを従来の場合と比較して説明するための、スキージおよびピットの近傍を拡大して示す模式的断面図。The squeegee and the vicinity of the pits are enlarged for explaining the mechanism of equalizing the amount of the conductive paste filled in the pits by the screen printing method according to the embodiment of the present invention as compared with the conventional case. FIG. 本発明の一実施形態でのスクリーンマスク5におけるピットと溝の寸法各諸元を説明するための正面図および側面図。The front view and side view for demonstrating each dimension of the dimension of the pit in the screen mask 5 in one Embodiment of this invention, and a groove | channel.

符号の説明Explanation of symbols

1…スキージ、2…印刷台、3、4…スクリーンマスク設置部、5…スクリーンマスク、6a,6b,6c,6d,6e…ピット、7a,7b,7c,7d…溝、8…導電性ペースト、9…導電性バンプ、10…配線板基材、11…スキージ移動案内レール。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Squeegee, 2 ... Printing stand, 3, 4 ... Screen mask installation part, 5 ... Screen mask, 6a, 6b, 6c, 6d, 6e ... Pit, 7a, 7b, 7c, 7d ... Groove, 8 ... Conductive paste , 9 ... conductive bumps, 10 ... wiring board substrate, 11 ... squeegee movement guide rail.

Claims (14)

印刷台上に被印刷物を保持する工程と、
前記保持された被印刷物に離間して、ほぼ円形の開口が複数穿設された、前記被印刷物に接触すべき第1の面と、前記第1の面の開口に連通した溝が一の方向に複数彫設された、スキージから押圧を受けるべき第2の面とを有するスクリーンマスクを前記被印刷物に向い合わせる工程と、
前記スクリーンマスクの前記第2の面にペーストを介してスキージを押し当てて前記スクリーンマスクの前記第1の面を前記被印刷物に線状に当接させる工程と、
前記スキージを、前記被印刷物と前記スクリーンマスクとの当接位置が移動するように前記当接の方向と交わる方向に移動して前記ペーストを前記被印刷物に転写する工程と
を具備することを特徴とするスクリーン印刷方法。
Holding the substrate on the printing table;
A plurality of substantially circular openings that are spaced apart from the held substrate to be printed, and a groove that communicates with the openings on the first surface in one direction. A step of facing a screen mask having a second surface to be pressed from the squeegee, which is engraved on the substrate,
Pressing the squeegee against the second surface of the screen mask via a paste to bring the first surface of the screen mask into linear contact with the substrate;
Moving the squeegee in a direction intersecting the abutting direction so that the abutting position between the printed material and the screen mask is moved, and transferring the paste to the printed material. Screen printing method.
前記スクリーンマスクの前記第1の面の開口と前記第2の面の溝との板厚さ方向寸法の割合が、7対3ないし3対7であることを特徴とする請求項1記載のスクリーン印刷方法。   2. The screen according to claim 1, wherein the ratio of the dimension in the plate thickness direction between the opening on the first surface and the groove on the second surface of the screen mask is 7 to 3 to 3 to 7. 3. Printing method. 前記スクリーンマスクの厚さが、前記第1の面の開口の径の0.5倍ないし2倍であることを特徴とする請求項1記載のスクリーン印刷方法。   2. The screen printing method according to claim 1, wherein the thickness of the screen mask is 0.5 to 2 times the diameter of the opening of the first surface. 前記スクリーンマスクの前記第2の面の溝の幅が、前記第1の面の開口の径の2倍ないし20倍であることを特徴とする請求項1記載のスクリーン印刷方法。   2. The screen printing method according to claim 1, wherein the width of the groove on the second surface of the screen mask is 2 to 20 times the diameter of the opening on the first surface. 前記スクリーンマスクの前記第2の面の溝の長さが、前記第1の面の開口の径の10倍以上であることを特徴とする請求項1記載のスクリーン印刷方法。   2. The screen printing method according to claim 1, wherein the length of the groove on the second surface of the screen mask is 10 times or more the diameter of the opening on the first surface. 前記スクリーンマスクの前記第2の面の溝に連通する前記第1の面の開口が、一の溝あたり複数存することを特徴とする請求項1記載のスクリーン印刷方法。   The screen printing method according to claim 1, wherein a plurality of openings on the first surface communicating with the grooves on the second surface of the screen mask exist per groove. 前記スクリーンマスクの一の溝あたり複数存する前記第1の面の開口が、該一の溝が彫設された方向に対して縦横の広がりをもって存することを特徴とする請求項6記載のスクリーン印刷方法。   The screen printing method according to claim 6, wherein a plurality of openings on the first surface per groove in the screen mask have a vertical and horizontal extension with respect to a direction in which the groove is carved. . ほぼ円形の開口が複数穿設された、被印刷物に接触すべき第1の面と、
前記第1の面の開口に連通した溝が一の方向に複数彫設された、スキージから押圧を受けるべき第2の面と
を具備することを特徴とするスクリーンマスク。
A first surface having a plurality of substantially circular apertures to be in contact with the substrate;
A screen mask comprising: a second surface to be pressed from a squeegee, wherein a plurality of grooves communicating with the opening of the first surface are carved in one direction.
前記第1の面の開口と前記第2の面の溝との板厚さ方向寸法の割合が、7対3ないし3対8であることを特徴とする請求項7記載のスクリーンマスク。   8. The screen mask according to claim 7, wherein the ratio of the dimension in the plate thickness direction between the opening of the first surface and the groove of the second surface is 7 to 3 to 3 to 8. 厚さが、前記第1の面の開口の径の0.5倍ないし2倍であることを特徴とする請求項8記載のスクリーンマスク。   9. The screen mask according to claim 8, wherein the thickness is 0.5 to 2 times the diameter of the opening of the first surface. 前記第2の面の溝の幅が、前記第1の面の開口の径の2倍ないし20倍であることを特徴とする請求項7記載のスクリーンマスク。   8. The screen mask according to claim 7, wherein the width of the groove on the second surface is 2 to 20 times the diameter of the opening on the first surface. 前記第2の面の溝の長さが、前記第1の面の開口の径の10倍以上であることを特徴とする請求項8記載のスクリーンマスク。   9. The screen mask according to claim 8, wherein the length of the groove on the second surface is at least 10 times the diameter of the opening on the first surface. 前記第2の面の溝に連通する前記第1の面の開口が、一の溝あたり複数存することを特徴とする請求項8記載のスクリーンマスク。   9. The screen mask according to claim 8, wherein there are a plurality of openings on the first surface communicating with the grooves on the second surface per groove. 一の溝あたり複数存する前記第1の面の開口が、該一の溝が彫設された方向に対して縦横の広がりをもって存することを特徴とする請求項13記載のスクリーンマスク。   14. The screen mask according to claim 13, wherein a plurality of openings in the first surface per groove are present in a vertical and horizontal extent with respect to a direction in which the groove is carved.
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