JP2006247990A - スクリーン印刷方法及びスキージ並びにスクリーン印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高生産性で簡略かつ低コストで、高精度なスクリーン印刷方法を提供する。
【解決手段】 被印刷物１上に、開口窓１２を設けたスクリーン版３を設置し、該スクリーン版３上にペースト状の印刷材料４を載せた後、スキージを前記ペースト状の印刷材料４に接触させて加圧しながら平行移動機構１０によって平行移動させることにより、前記スクリーン版３の開口窓１２を通じて前記被印刷物１に前記ペースト状の印刷材料４を塗布するスクリーン印刷方法であって、前記スキージ１１として、少なくとも先端を移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴム５と、前記先端を分割したスキージゴム５を固定して前記平行移動機構１０に連結する一つのスキージ冶具６とからなるものを用い、前記スキージゴム５の分割した複数の先端を前記ペースト状の印刷材料４に接触させながら、前記平行移動機構１０によって平行移動させることを特徴とするスクリーン印刷方法。
【選択図】 図２

Description

本発明は、スクリーン印刷に関するものであり、特に、高生産性かつ低コストで均一に印刷でき、被印刷面上に形成された溝や穴等の凹部等に印刷材料を高精度で塗布することができるスクリーン印刷方法に関する。

例えば、フラットパネルディスプレイ等の画像表示装置やセラミック部品、プリント基板、太陽電池等の電子部品の製造工程の１つに、各種基板上に形成された溝や穴等の凹部の内部に電極や発光層を形成する工程がある。この電極や発光層は、基板上に形成された凹部に導電性や発光性のペースト状印刷材料を充填して形成されており、これらの材料が凹部に十分に充填され、かつ、凹部周辺の基板表面上にこれらの材料がはみ出さないことが必要とされている。

これらの材料を基板の凹部へ充填する方法としては、フォトリソグラフィやインクジェット印刷等が用いられてきた。しかし、これらの方法は、導電性や発光性の印刷材料を精度良く高い充填率で凹部に充填することができるが、一方で、生産に要する費用が多大となるという問題があった。

そこで、生産に要する費用を削減することを目的として、スクリーン印刷を用いて上記材料を基板上に形成された凹部に充填し、電極や発光層を形成することが行われている（例えば特許文献１参照）。スクリーン印刷により基板上に形成された凹部に導電性や発光性の印刷材料を充填する方法としては、例えば図１のように、先ず、凹部２が形成された被印刷物１である基板上に、凹部２に対応した位置に開口窓１２が設けられているスクリーン版３を設置する。そして、印刷材料４をスクリーン版３上に供給し、平行移動機構１０をスクリーン版３上で平行移動させて開口窓１２に印刷材料４を充填する。その後、スキージ１１Ｂをスクリーン版３に接触させてスキージ１１Ｂでスクリーン版３を基板に押し当てながらスキージ１１Ｂを平行移動させて、開口窓１２に充填された印刷材料４を基板上の凹部２内に押し出し、凹部２に印刷材料４を充填する。この一連の作業を繰り返すことにより、凹部２に導電性や発光性の印刷材料４が充填された基板を生産する。スクリーン印刷法を用いることにより、フォトリソグラフィやインクジェット印刷に比べ工程数の削減や処理速度の増大が図られ、生産に要する費用を削減することが可能である。

しかし、このスクリーン印刷を用いた方法において、印刷材料の凹部への充填不足を防止して凹部を印刷材料で満たし、特に、印刷材料を導線として用いる場合の連続性を保つことと、凹部からの印刷材料のはみ出しを少なくして、にじみのない印刷パターンを形成することの、２つの課題がある。

１つ目の凹部を印刷材料で満たすことについては、特許文献２において平行に並べた２本のスキージによって印刷する方法が提案されている。
また、２つ目の凹部からの印刷材料のはみ出しを少なくして、にじみのない印刷パターンを形成することについては、特許文献３において前後２本のスキージの角度や硬度の組み合わせが提案されている。

しかし、これらの方法ではスキージを２本取り付ける印刷機の構造となる上、それぞれのスキージを独立に調整する必要がある。このため、印刷機の構造が複雑となる他、２本のスキージの間隔を空けるためスキージ動作距離が長大となり、処理能力の低下を引き起こしていた。

特開２００１−２２３３７２号公報 特開昭６１−２２９３８７号公報 特開２００３−４８３０３号公報

そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、本発明の目的は、高生産性で簡略かつ低コストで、被印刷面上に形成された溝や穴等の凹部内に印刷材料を充填不足やはみ出しを発生させることなく高精度で塗布することができるスクリーン印刷方法及びスキージ並びにこれらを使用するスクリーン印刷装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明によれば、被印刷物上に、開口窓を設けたスクリーン版を設置し、該スクリーン版上にペースト状の印刷材料を載せた後、スキージを前記ペースト状の印刷材料に接触させて加圧しながら平行移動機構によって平行移動させることにより、前記スクリーン版の開口窓を通じて前記被印刷物に前記ペースト状の印刷材料を塗布するスクリーン印刷方法であって、前記スキージとして、少なくとも先端を移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴムと、前記先端を分割したスキージゴムを固定して前記平行移動機構に連結する一つのスキージ冶具とからなるものを用い、前記スキージゴムの分割した複数の先端を前記ペースト状の印刷材料に接触させながら、前記平行移動機構によって平行移動させることにより被印刷物に印刷を行うことを特徴とするスクリーン印刷方法が提供される（請求項１）。

このように、スクリーン印刷方法に用いるスキージとして、少なくとも先端を移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴムと、前記先端を分割したスキージゴムを固定して前記平行移動機構に連結する一つのスキージ冶具とからなるものを用いることで、前記スキージゴムの分割した複数の先端を前記ペースト状の印刷材料に接触させながら、前記平行移動機構によって平行移動させることにより被印刷物に印刷を行うことができる。そのため、１回の印刷動作で複数のスキージゴムの先端がそれぞれペースト状の印刷材料の吐出量不足を補い合い、十分な量の印刷材料がスクリーン版の開口窓より吐出され、印刷材料の被印刷物への塗布が確実に行われ、凹部への充填不足が生じることなく、印刷のカスレを防止することができる。また、このように十分な吐出量が得られるため、印圧を下げることができ、印刷材料のはみ出し幅を最少に抑えることで印刷のにじみを低減でき、印刷材料の浪費を防いで生産材料費を低減することができる。さらに、先端を複数に分割したそれぞれのスキージゴム同士の間隔が狭いため、スキージゴムの間でスクリーン版が浮き上がり難く、スクリーン版と被印刷物との密着性が向上するため、印刷のにじみがさらに低減される。また、スキージの構造が一体であり、スキージを平行移動機構に連結する場所が一箇所だけで良いので、印刷機の構造が単純になり、スキージのみ取り替えれば、通常のスクリーン印刷装置を用いることができる。従って、従来行っていた複数のスキージを用いる場合のように、構造が複雑でなく、また個々のスキージの独立した調整が不要になるため、低コストで高い生産性が得られる。

このとき、前記スキージとして、前記先端を複数に分割したスキージゴムのうち、前記移動方向に沿って前方に位置するものが後方に位置するものよりも短いものを用いて、被印刷物に印刷を行うことが好ましい（請求項２）。
このように、前記先端を複数に分割したスキージゴムのうち、前記移動方向に沿って前方に位置するものが後方に位置するものよりも短いものを用いることにより、スキージのスクリーン版への接触角を９０度より小さくした場合にも、先端を複数に分割したスキージゴムのそれぞれをスクリーン版に確実に接触させることができる。

また、前記スキージとして、前記先端が移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴムが、更に少なくとも先端が前記移動方向に対して左右に複数に分割されたものを用いて、被印刷物に印刷を行うことが好ましい（請求項３）。
本発明のスクリーン印刷方法を用いる場合、スキージゴムの厚みが薄くなり、ゴムの変形量が大きくなる傾向があり、それを補うために硬度の高いスキージゴムを使用するのが好ましいため、被印刷物表面のうねりに対するスキージゴムの追従性が低下する可能性がある。そこで、スキージとして、先端が移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴムが、更に少なくとも先端が移動方向に対して左右に複数に分割されたものを用いることで、被印刷物表面のうねりに対するスキージゴムの追従性を向上させることができ、印刷の精度や確実性を高めることができる。

さらに、前記少なくとも先端を移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴムとして、１枚のスキージゴム片の先端を分割、または複数のスキージゴム片を積層したものを用いて、被印刷物に印刷を行うことができる（請求項４）。
このように、本発明のスキージに用いるスキージゴムを、１枚のスキージゴム片の先端を分割、または複数のスキージゴム片を積層したものとすることにより、低コストで容易に本発明のスキージを構成することができる。

また、本発明によれば、これらのスクリーン印刷方法により製造されたものであることを特徴とするスクリーン印刷物が提供される（請求項５）。
上記のスクリーン印刷方法により製造されたスクリーン印刷物は、安価で被印刷物面内で印刷材料が均一に印刷された高品質なものとなる。

特に、本発明により、表面が平坦な基板上または基板上に形成された凹部にスクリーン印刷で電極が形成されたものであることを特徴とする太陽電池が提供される（請求項６）。
このような本発明のスクリーン印刷物である太陽電池であれば、半導体基板の主表面上または主表面上に形成した凹部に確実に印刷され、印刷材料が受光面上にはみ出ることがないので、受光面への太陽光入射の阻害による出力低下を防止でき、低抵抗率で短絡のない電極を有する低コストの太陽電池となる。

また、本発明によれば、被印刷物上に、開口窓を設けたスクリーン版が設置され、該スクリーン版上にペースト状の印刷材料が載せられた後、前記ペースト状の印刷材料に接触させて加圧しながら平行移動機構により平行移動することによって前記開口窓を通じて前記ペースト状の印刷材料を前記被印刷物に塗布するスキージであって、少なくとも先端を移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴムと、前記先端を分割したスキージゴムを固定して前記平行移動機構に連結する一つのスキージ冶具とからなり、前記スキージゴムの分割した複数の先端を前記ペースト状の印刷材料に接触させながら、前記平行移動機構によって平行移動させることにより被印刷物に印刷を行うものであることを特徴とするスキージが提供される（請求項７）。

このように、少なくとも先端を移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴムと、前記先端を分割したスキージゴムを固定して前記平行移動機構に連結する一つのスキージ冶具とからなるスキージであれば、前記スキージゴムの分割した複数の先端を前記ペースト状の印刷材料に接触させながら、前記平行移動機構によって平行移動させることにより被印刷物に印刷を行うことができるため、１回の印刷動作で複数のスキージゴムの先端がそれぞれペースト状の印刷材料の吐出量不足を補い合い、十分な量の印刷材料がスクリーン版の開口窓より吐出され、印刷材料の被印刷物への塗布が確実に行われ、凹部への充填不足が発生することなく、印刷のカスレを防止することができる。また、このように十分な吐出量が得られるため、印圧を下げることができ、印刷材料のはみ出し幅を最少に抑えることで印刷のにじみを低減でき、印刷材料の浪費を防いで生産材料費を低減することができる。さらに、先端を複数に分割したそれぞれのスキージゴム同士の間隔が狭いため、スキージゴムの間でスクリーン版が浮き上がり難く、スクリーン版と被印刷物との密着性が向上するため、印刷のにじみが低減される。また、本発明のスキージは、構造が一体であるため、スキージを平行移動機構に連結する場所が一箇所で良く、従来のスクリーン印刷機に簡単に取り付けることができる。

このとき、前記先端を複数に分割したスキージゴムのうち、前記移動方向に沿って前方に位置するものが後方に位置するものよりも短いことが好ましい（請求項８）。
このように、前記先端を複数に分割したスキージゴムのうち、前記移動方向に沿って前方に位置するものが後方に位置するものよりも短いスキージとすることにより、スキージのスクリーン版への接触角を９０度より小さくして用いた場合にも、先端を複数に分割したスキージゴムのそれぞれをスクリーン版に確実に接触させることができる。

また、前記先端が移動方向に沿って前後に複数に分割されたスキージゴムが、更に少なくとも先端が前記移動方向に対して左右に複数に分割されたものであることが好ましい（請求項９）。
本発明のスキージを用いる場合、スキージゴムの厚みが薄くなり、ゴムの変形量が大きくなる傾向があり、それを補うために硬度の高いスキージゴムを使用するのが好ましいため、被印刷物表面のうねりに対するスキージゴムの追従性が低下する可能性がある。そこで、スキージとして、先端が移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴムが、更に少なくとも先端が前記移動方向に対して左右に複数に分割されたものを用いることで、被印刷物表面のうねりに対するスキージゴムの追従性を向上させることができ、印刷の精度や確実性を高めることができる。

さらに、前記少なくとも先端を移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴムは、１枚のスキージゴム片の先端を分割、または複数のスキージゴム片を積層したものであることが好ましい（請求項１０）。
このように、本発明のスキージに用いるスキージゴムは、１枚のスキージゴム片の先端を分割、または複数のスキージゴム片を積層したものとすることにより、低コストで容易にスキージを構成することができる。

また、本発明によれば、少なくとも、開口窓を設けたスクリーン版と、該スクリーン版上で平行移動することによってペースト状の印刷材料を前記開口窓を通じて被印刷物に塗布するスキージと、該スキージを平行移動させる平行移動機構とを備えたスクリーン印刷装置であって、前記スキージは、少なくとも先端を移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴムと、前記分割したスキージゴムを固定して前記平行移動機構に連結する一つのスキージ冶具とからなるものであり、前記スキージゴムの分割した複数の先端を前記ペースト状の印刷材料に接触させながら、前記平行移動機構によって平行移動させることにより被印刷物に印刷を行うものであることを特徴とするスクリーン印刷装置が提供される（請求項１１）。

このように、少なくとも前記スクリーン版と前記スキージと前記平行移動機構とを備えたスクリーン印刷装置におけるスキージとして、少なくとも先端を移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴムと、前記先端を分割したスキージゴムを固定して前記平行移動機構に連結する一つのスキージ冶具とからなるものを用いることで、前記スキージゴムの分割した複数の先端を前記ペースト状の印刷材料に接触させながら、前記平行移動機構によって平行移動させることにより被印刷物に印刷を行うことができるため、１回の印刷動作で複数のスキージゴムの先端がそれぞれペースト状の印刷材料の吐出量不足を補い合うため、十分な量の印刷材料がスクリーン版の開口窓より吐出され、印刷材料の被印刷物への塗布が確実に行われ、凹部への充填不足が発生することなく、印刷のカスレを防止することができる。また、このように十分な吐出量が得られるため、印圧を下げることができ、印刷材料のはみ出し幅を最少に抑えることで印刷のにじみを低減でき、印刷材料の浪費を防いで生産材料費を低減することができる。さらに、先端を複数に分割したそれぞれのスキージゴム同士の間隔が狭いため、スキージゴムの間でスクリーン版が浮き上がり難く、スクリーン版と被印刷物との密着性が向上するため、印刷のにじみが低減される。また、スキージの構造が一体であり、スキージを平行移動機構に連結する場所が一箇所だけで良いので、印刷機の構造が単純になり、スキージのみ取り替えれば、通常のスクリーン印刷装置を用いることができる。従って、従来行っていた複数のスキージを用いる場合のように、構造が複雑でなく、また個々のスキージの独立した調整が不要になるため、低コストで高い生産性が得られる。

このとき、前記スキージは、前記先端を複数に分割したスキージゴムのうち、前記移動方向に沿って前方に位置するものが後方に位置するものよりも短いものであることが好ましい（請求項１２）。
このように、前記スキージは、前記先端を複数に分割したスキージゴムのうち、前記移動方向に沿って前方に位置するものが後方に位置するものよりも短いスキージとすることにより、スキージのスクリーン版への接触角を９０度より小さくして用いた場合にも、先端を複数に分割したスキージゴムのそれぞれをスクリーン版に確実に接触させることができる。

また、前記スキージは、前記先端が移動方向に沿って前後に複数に分割されたスキージゴムが、更に少なくとも先端が前記移動方向に対して左右に複数に分割されたものであることが好ましい（請求項１３）。
本発明のスクリーン印刷装置を用いる場合、スキージゴムの厚みが薄くなり、ゴムの変形量が大きくなる傾向があり、それを補うために硬度の高いスキージゴムを使用するのが好ましいため、被印刷物表面のうねりに対するスキージゴムの追従性が低下する可能性がある。そこで、前記スキージは、先端が移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴムが、更に少なくとも先端が移動方向に対して左右に複数に分割されたものを用いることで、被印刷物表面のうねりに対するスキージゴムの追従性を向上させることができ、印刷の精度や確実性を高めることができる。

さらに、前記少なくとも先端を移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴムは、１枚のスキージゴム片の先端を分割、または複数のスキージゴム片を積層したものであることが好ましい（請求項１４）。
このように、本発明のスキージに用いるスキージゴムを、１枚のスキージゴム片の先端を分割、または複数のスキージゴム片を積層したものとすることにより、低コストで容易に本発明のスキージを構成することができる。

先端が複数に分割されたスキージゴムと一つのスキージ冶具からなるスキージを用いる本発明により、凹部の充填不足やはみ出しが防止され、印刷のカスレやにじみを防ぎ、印刷材料の浪費もなく、印刷機の構造を簡素化することができ、高生産性で簡略かつ低コストで、被印刷面上に形成された溝や穴等の凹部等に印刷材料を高精度で均一に塗布することが可能となった。

従来のスクリーン印刷では、印刷材料の充填不足や、はみ出しを少なくしてかすれやにじみのない印刷パターンを形成するため、スキージを２本取り付け、それぞれを独立に調整する必要があったため、印刷機の構造が複雑となる等、コスト増や処理能力の低下が大きかった。

そこで、本発明者らは、鋭意研究を行い、被印刷物上に、開口窓を設けたスクリーン版を設置し、該スクリーン版上にペースト状の印刷材料を載せた後、スキージを前記ペースト状の印刷材料に接触させて加圧しながら平行移動機構によって平行移動させることにより、前記スクリーン版の開口窓を通じて前記被印刷物に前記ペースト状の印刷材料を塗布するスクリーン印刷方法であって、前記スキージとして、少なくとも先端を移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴムと、前記先端を分割したスキージゴムを固定して前記平行移動機構に連結する一つのスキージ冶具とからなるものを用い、前記スキージゴムの分割した複数の先端を前記ペースト状の印刷材料に接触させながら、前記平行移動機構によって平行移動させることにより被印刷物に印刷を行うことを特徴とするスクリーン印刷方法を見出した。

これにより、１回の印刷動作で複数のスキージゴムの先端がそれぞれペースト状の印刷材料の吐出量不足を補い合うため、十分な量の印刷材料がスクリーン版の開口窓より吐出され、印刷材料の被印刷物への塗布が確実に行われ、印刷のカスレを防止することができる。また、このように十分な吐出量が得られるため、印圧を下げることができ、印刷材料のはみ出し幅を最少に抑えることができ、印刷材料の浪費を防いで生産材料費を低減することができる。さらに、先端を複数に分割したそれぞれのスキージゴム同士の間隔が狭いため、スキージゴムの間でスクリーン版が浮き上がり難く、スクリーン版と被印刷物との密着性が向上するため、印刷のにじみが低減される。また、スキージの構造が一体であり、スキージを平行移動機構に連結する場所は一箇所だけで良いので、印刷機の構造が単純になり、従来行っていた複数のスキージに対する独立した調整が不要になるため、低コストで高い生産性が得られる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
本発明のスクリーン印刷装置は、たとえば図７に概略断面図を示すように、少なくとも、開口窓１２を設けたスクリーン版３と、該スクリーン版３上で平行移動することによってペースト状の印刷材料４を前記開口窓１２を通じて被印刷物１に塗布するスキージ１１と、該スキージ１１を平行移動させる平行移動機構１０とを備えたスクリーン印刷装置１８であって、前記スキージ１１は、少なくとも先端を移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴム５と、前記分割したスキージゴムを固定して前記平行移動機構１０に連結する一つのスキージ冶具６とからなるものであり、前記スキージゴム５の分割した複数の先端を前記ペースト状の印刷材料４に接触させながら、前記平行移動機構１０によって平行移動させることにより被印刷物１に印刷を行うものである。

図２は、本発明のスクリーン印刷方法を説明する概略断面図である。
本発明は、被印刷物１上に、開口窓１２を設けたスクリーン版３を設置し、該スクリーン版３上にペースト状の印刷材料４を載せた後、少なくとも先端を移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴム５と、これを固定して平行移動機構１０に連結する一つのスキージ冶具６とからなるスキージ１１を、スキージゴム５の分割した複数の先端を前記ペースト状の印刷材料４に接触させて加圧しながら平行移動機構１０によって平行移動させることにより、前記スクリーン版３の開口窓１２を通じて前記被印刷物１の凹部２に印刷材料４を塗布し、被印刷物１に印刷を行う。以下、本発明の方法を順次説明する。

まず、被印刷物１として、例えばシリコン単結晶ウェーハが用いられ、その場合のウェハの形状、物性など特に限定されない。また、本発明の被印刷物１としては、シリコン単結晶ウェーハ以外の素材のものへの適用も可能であり、複雑なパターンの印刷を要するプリント基板等であってもよい。

次に、被印刷物１の表面に、研削加工等により、溝や穴等の凹部２を設ける。加工法として研削加工を用いた場合は、凹部２は溝形状となる。被印刷物１としてシリコン単結晶ウェーハを研削加工した場合には、ウェーハ内に生じたダメージを、エッチングによって取り除いても良い。

そして、このような被印刷物１を図７のようにチャックテーブル１３に固定し、被印刷物１の印刷材料４を塗布する凹部２と対応する場所に開口窓１２があるスクリーン版３を被印刷物１上に設置する。この時、スクリーン版３と被印刷物１との距離を均一にする。そして、スクリーン版３の上にペースト状の印刷材料４を塗布し、スクリーン版３の開口窓１２に印刷材料４を充填する。
ここで、例えばペースト状の印刷材料４として、太陽電池の作製等のために、導電性の印刷材料を使用することができる。

スキージ１１は、少なくとも先端を移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴム５と、前記先端を分割したスキージゴム５を固定して平行移動機構１０に連結する一つのスキージ冶具６とからなるものとする。これにより、低コストで高生産性のスクリーン印刷が実現できる。

スキージ１１は、図７のようにスクリーン版３上で、印圧や移動速度を制御しながら、ガイドレール１７上を移動する平行移動機構１０によって平行移動させるものとするのが好ましい。平行移動機構１０には、ガイドレール１７上に直接固定したスキージ冶具６の連結部を通じて、移動速度を制御する手段を設けるのが好ましく、さらに、スキージ冶具６または平行移動機構１０には、スキージ１１が印刷材料４を介してスクリーン版３を押す圧力を調節するための印刷圧力調整用アクチュエータを設けることが好ましい。この場合、アクチュエータをアクチュエータ制御回路等に接続して、圧縮空気や電力によってスキージ１１を上下させ、スキージ１１がスクリーン版３を押す圧力を調節することができる。

ガイドレール１７は、例えば図７のように、スクリーン版３の版枠１４にガイドレール高さ調整用アクチュエータ１５を備えた支柱１６を取り付け、その上部に設置することができる。この場合、スキージ１１はスキージ冶具６で平行移動機構１０と固定でき、このスキージ冶具６はガイドレール１７によりスクリーン版３に対して平行に滑走可能となる。スキージ１１のスクリーン版３に対する高さはガイドレール高さ調整用アクチュエータ１５を用いてガイドレール１７の高さを調整することによって制御することが好ましい。

先端を複数に分割したスキージゴム５として、図４のような１枚のスキージゴム片の先端に切れ込みを入れて分割した分割型スキージゴム８、または、図３のようなそれぞれ独立した複数のスキージゴム片（例えば、硬度が７０度である）を積層した積層型スキージゴム７を用いる。積層型スキージゴム７の場合、それぞれ硬度の異なるゴムを積層しても良く、ゴムの積層枚数も２枚以上であれば何枚でも構わないが、取り扱い易さから１００枚以下で１枚の厚さは０．１〜１０ｍｍのものが好適である。

また、スキージゴム５は、先端を複数に分割したスキージゴムのそれぞれがスクリーン版３に接触するように、移動方向に沿って前方に位置するものが後方に位置するものよりも短いものであることが好ましい。これにより、スキージ１１のスクリーン版３への接触角を９０度より小さくした場合にも、先端を複数に分割したスキージゴム５のそれぞれをスクリーン版３に確実に接触させることができる。この場合、先端を２つ以上に分割したものを用いる場合（図では３つ）、後方のものほど長くするのが好ましい。

さらに、図５のように、先端が移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴム５が、更に少なくとも先端が前記移動方向に対して左右に複数に分割されたものを用いることが好ましい。
本発明のスクリーン印刷方法を用いる場合、スキージゴム５の厚みが薄くなり、ゴムの変形量が大きくなる傾向があり、それを補うために硬度の高いスキージゴムを使用するのが好ましいため、被印刷物１表面のうねりに対するスキージゴム５の追従性が低下することがある。そこで、スキージ１１として、先端が移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴム５が、更に少なくとも先端が移動方向に対して左右に複数に分割された図５のようなスキージ１１Ａを用いることで、被印刷物１表面のうねりに対するスキージゴム５の追従性を向上させることができ、印刷の精度や確実性を高めることができる。この場合、スキージゴム５の前後では左右の切れ込み位置を変えることが好ましい（たとえば、ちどり状の配置）。これにより、確実に印刷ができるものとなる。

スキージ冶具６は、少なくとも先端を分割したスキージゴム５を固定して平行移動機構１０に連結する一つのものとする。これにより、従来のスクリーン印刷機に本発明のスキージを取り付けるだけで、本発明を実施できる。また、スキージを２本取り付ける場合にくらべて、それぞれを独立に調整する必要がなくなり、処理能力の負担が大きく軽減される。
スキージ冶具６は、分割型スキージゴム８の場合は、スキージゴム５そのものが一体構造であるため、それを固定するとともに、平行移動機構１０に結びつける構造とすることができ、積層型スキージゴム７の場合は、図３のように積層したゴムを挟み込んで固定するとともに、平行移動機構１０に結びつける構造とする。

本発明のスクリーン印刷方法は、図２のように先端を分割したスキージゴム５の１枚目は印刷材料４を拭いきれないように低印圧で行って、その２枚目も印刷材料４をスクリーン版３の開口窓１２に押し込む動作をし、３枚目も同様の動作をする。そのため、図２のように、スクリーン版３の上には印刷材料４が薄く延ばされた状態となり、各スキージゴム５の先端での印刷動作が行われる。

高印圧でスクリーン印刷を行った場合、図１のように１つのスキージゴムによって、印刷材料４をほとんど版の上から拭い取ってしまうため、被印刷物上の凹部２から印刷材料４がはみ出してしまうことが多い。これを防止するために印圧を下げると充填不足が生じる。一方、本発明では、先端が分割されているので印圧を下げても２枚目、３枚目のスキージで印刷動作ができるので充填不足が生じることもない。

図２のように本発明のスクリーン印刷方法を行うとき、スキージ角度が５〜８５°、スキージ幅１００ｍｍあたりの印圧が１０〜２５０Ｎ、スキージ移動速度が１０〜５００ｍｍ／ｓｅｃの条件で印刷すれば、ウェーハ上の凹部２に印刷材料４が確実に充填され、かつ印刷材料４が凹部２からはみ出すことのない印刷を行うことができる。

次に、先端を分割したスキージゴム５をスクリーン版３に平行に移動させ印刷を行う。
印刷動作時には、先端を分割したスキージゴム５のそれぞれがスクリーン版３に摺動する。
これによって、先端を分割したスキージゴム５のそれぞれの先端部が印刷動作を行うこととなる。その結果、先端を分割したそれぞれのスキージゴム５によって印刷材料４がスクリーン版３の開口窓１２を通して凹部２に押し込まれ充填される。

このような本発明のスクリーン印刷方法により、１回の印刷動作で複数のスキージゴム５の先端がそれぞれペースト状の印刷材料４の吐出量不足を補い合うため、十分な量の印刷材料４がスクリーン版３の開口窓１２より吐出され、印刷材料４の被印刷物１への塗布が確実に行われ、印刷のカスレを防止することができる。

また、このように十分な吐出量が得られるため、印圧を下げることができ、印刷材料４のはみ出し幅を最少に抑えることができて、印刷材料４の浪費を防いで生産材料費を低減することができる。さらに、先端を複数に分割したそれぞれのスキージゴム５同士の間隔が狭いため、スキージゴム５の間でスクリーン版３が浮き上がり難く、スクリーン版３と被印刷物１との密着性が向上するため、印刷のにじみが低減される。

これにより、本発明のスクリーン印刷方法により製造されたスクリーン印刷物は、安価で被印刷物面内で印刷材料が均一に印刷された高品質なものとなる。また、本発明により、基板上に形成された凹部にスクリーン印刷で電極が形成された太陽電池は、半導体基板の主表面上に形成した凹部に確実に充填印刷され、印刷材料が凹部から溢れて受光面上にはみ出ることがないので、受光面への太陽光入射の阻害による出力低下を防止でき、低抵抗率で短絡のない電極を有する低コストなものとなる。

さらに、本発明のスキージは、１つであり、スキージ１１を平行移動機構１０に連結する場所は一箇所だけで良いので、これを用いた本発明のスクリーン印刷装置は、構造が単純になり、従来行っていた複数のスキージに対する独立した調整が不要になるため、高生産性で簡略かつ低コストなものとなり、高い実用性が期待できる。

以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（実施例、比較例）
まず、被印刷物１として用いる厚さ３００μｍ、直径１２５ｍｍのシリコン単結晶ウェーハ５０枚に、研削加工により幅９０μｍ、深さ６０μｍの溝状の凹部２を形成した。このシリコン単結晶ウェーハを、水酸化カリウム水溶液でエッチングし、研削加工で発生したダメージを除去した。

まず、被印刷物１として１枚のシリコン単結晶ウェーハを、スクリーン印刷装置のチャックテーブル１３上に載置して固定し、その上にウェーハの凹部２に対応した位置に幅９０μｍの開口窓１２を持つスクリーン版３を設置した。このときのウェーハの表面とスクリーン版３との間隔は１ｍｍ程度である。

そして、使用するスキージ１１は、スキージゴム５が、硬度７０度、厚さ７ｍｍ、幅１５０ｍｍのゴムを３枚積層し、１つのスキージ冶具６に装着し、前記ゴムが３枚積層したスキージゴムのうち、前記移動方向に沿って前方に位置するものが後方に位置するものよりも短くなるようにし、移動方向に沿って前後にゴムが３枚積層したスキージゴムが、更に少なくとも先端が前記移動方向に対して左右に数箇所分割された図５のようなスキージ１１Ａとした。

次に、スクリーン版３上に粘度１００Ｐａ・ｓの導電性のペースト状印刷材料４を供給し、平行移動機構１０をスクリーン版３上で平行移動させて開口窓１２に導電性のペースト状印刷材料４を充填した。

そして、スキージ１１Ａを平行移動機構１０によって平行移動させて、ウェーハである被印刷物１上の凹部２に導電性のペースト状印刷材料４を塗布した。なお、印刷条件は、スキージ幅１００ｍｍあたりの版を押す力を１５０Ｎ、スキージ移動速度を２００ｍｍ／ｓｅｃとした。

実施例と同様のシリコン単結晶ウェーハ５０枚と導電性のペースト状印刷材料４を準備し、比較例として図６のような厚さ２１ｍｍ、幅１５０ｍｍの１枚の従来型スキージゴム９を用いたスキージ１１Ｂによる印刷を行った。印刷条件は、スキージ幅１００ｍｍあたりの版を押す力を２５０Ｎ、スキージ移動速度を２００ｍｍ／ｓｅｃとした。

実施例および比較例のシリコン単結晶ウェーハについて、ウェーハ表面における導電性のペースト状印刷材料４の印刷幅を測定した。得られた印刷幅の平均値を表１に示す。

実施例の導電性のペースト状印刷材料４の印刷幅は、凹部の幅９０μｍに対して１０１μｍに留まるに対して、比較例の印刷幅は、凹部の幅９０μｍに対して１２７μｍとなった。このように、実施例の導電性のペースト状印刷材料４の印刷幅は、比較例の印刷幅に比べて約２０％狭くなり、印刷材料４のはみ出し幅を抑えることで印刷のにじみを低減できることが明らかになった。
また、比較例と同じスキージ１１Ｂを用いて、印刷条件を実施例と同じスキージ幅１００ｍｍあたりの版を押す力を１５０Ｎ、スキージ移動速度を２００ｍｍ／ｓとした場合、印刷のカスレが生じる不具合が発生したが、上記の本発明の実施例ではカスレは全く発生しなかった。

以上のように、本発明により、印刷のカスレやにじみを防ぎ、印刷材料の浪費もなく、印刷機の構造を簡素化することができ、高生産性で簡略かつ低コストで、被印刷面上に形成された溝や穴等の凹部等に印刷材料を高精度で均一に塗布することが可能となった。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
例えば、被印刷物１の表面形状は、平面形状でもよく、平坦な被印刷物上にインクなどを塗布するスクリーン印刷であってもよい。

従来のスクリーン印刷方法を説明する概略断面図である。 本発明のスクリーン印刷方法を説明する概略断面図である。 移動方向に複数のスキージゴム片が積層された積層型のスキージゴムを用いた本発明のスキージの一例の概略断面図である。 移動方向に１枚のスキージゴム片の先端が分割された分割型のスキージゴムを用いた本発明のスキージの一例の概略断面図である。 先端が移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴムが、更に少なくとも先端が前記移動方向に対して左右に複数に分割された本発明のスキージの一例の概略断面図である。 比較例で用いた従来型のスキージゴムを用いた従来のスキージの一例の概略断面図である。 本発明のスクリーン印刷装置の一例の概略断面図である。

符号の説明

１…被印刷物、 ２…凹部、 ３…スクリーン版、 ４…印刷材料、
５…スキージゴム、 ６…スキージ治具、 ７…積層型スキージゴム、
８…分割型スキージゴム、 ９…従来型スキージゴム、 １０…平行移動機構、
１１、１１Ａ、１１Ｂ…スキージ、 １２…開口窓、 １３…チャックテーブル、
１４…版枠、 １５…ガイドレール高さ調整用アクチュエータ、 １６…支柱、
１７…ガイドレール、 １８…スクリーン印刷装置。

Claims (14)

1. 被印刷物上に、開口窓を設けたスクリーン版を設置し、該スクリーン版上にペースト状の印刷材料を載せた後、スキージを前記ペースト状の印刷材料に接触させて加圧しながら平行移動機構によって平行移動させることにより、前記スクリーン版の開口窓を通じて前記被印刷物に前記ペースト状の印刷材料を塗布するスクリーン印刷方法であって、前記スキージとして、少なくとも先端を移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴムと、前記先端を分割したスキージゴムを固定して前記平行移動機構に連結する一つのスキージ冶具とからなるものを用い、前記スキージゴムの分割した複数の先端を前記ペースト状の印刷材料に接触させながら、前記平行移動機構によって平行移動させることにより被印刷物に印刷を行うことを特徴とするスクリーン印刷方法。
2. 前記スキージとして、前記先端を複数に分割したスキージゴムのうち、前記移動方向に沿って前方に位置するものが後方に位置するものよりも短いものを用いて、被印刷物に印刷を行うことを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷方法。
3. 前記スキージとして、前記先端が移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴムが、更に少なくとも先端が前記移動方向に対して左右に複数に分割されたものを用いて、被印刷物に印刷を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のスクリーン印刷方法。
4. 前記少なくとも先端を移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴムとして、１枚のスキージゴム片の先端を分割、または複数のスキージゴム片を積層したものを用いて、被印刷物に印刷を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のスクリーン印刷方法。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のスクリーン印刷方法により製造されたものであることを特徴とするスクリーン印刷物。
6. 請求項５に記載の印刷物であって、表面が平坦な基板上または基板上に形成された凹部にスクリーン印刷で電極が形成されたものであることを特徴とする太陽電池。
7. 被印刷物上に、開口窓を設けたスクリーン版が設置され、該スクリーン版上にペースト状の印刷材料が載せられた後、前記ペースト状の印刷材料に接触させて加圧しながら平行移動機構により平行移動することによって前記開口窓を通じて前記ペースト状の印刷材料を前記被印刷物に塗布するスキージであって、少なくとも先端を移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴムと、前記先端を分割したスキージゴムを固定して前記平行移動機構に連結する一つのスキージ冶具とからなり、前記スキージゴムの分割した複数の先端を前記ペースト状の印刷材料に接触させながら、前記平行移動機構によって平行移動させることにより被印刷物に印刷を行うものであることを特徴とするスキージ。
8. 前記先端を複数に分割したスキージゴムうち、前記移動方向に沿って前方に位置するものが後方に位置するものよりも短いことを特徴とする請求項７に記載のスキージ。
9. 前記先端が移動方向に沿って前後に複数に分割されたスキージゴムが、更に少なくとも先端が前記移動方向に対して左右に複数に分割されたものであることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のスキージ。
10. 前記少なくとも先端を移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴムは、１枚のスキージゴム片の先端を分割、または複数のスキージゴム片を積層したものであることを特徴とする請求項７ないし請求項９のいずれか一項に記載のスキージ。
11. 少なくとも、開口窓を設けたスクリーン版と、該スクリーン版上で平行移動することによってペースト状の印刷材料を前記開口窓を通じて被印刷物に塗布するスキージと、該スキージを平行移動させる平行移動機構とを備えたスクリーン印刷装置であって、前記スキージは、少なくとも先端を移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴムと、前記分割したスキージゴムを固定して前記平行移動機構に連結する一つのスキージ冶具とからなるものであり、前記スキージゴムの分割した複数の先端を前記ペースト状の印刷材料に接触させながら、前記平行移動機構によって平行移動させることにより被印刷物に印刷を行うものであることを特徴とするスクリーン印刷装置。
12. 前記スキージは、前記先端を複数に分割したスキージゴムのうち、前記移動方向に沿って前方に位置するものが後方に位置するものよりも短いものであることを特徴とする請求項１１に記載のスクリーン印刷装置。
13. 前記スキージは、前記先端が移動方向に沿って前後に複数に分割されたスキージゴムが、更に少なくとも先端が前記移動方向に対して左右に複数に分割されたものであることを特徴とする請求項１１または請求項１２に記載のスクリーン印刷装置。
14. 前記少なくとも先端を移動方向に沿って前後に複数に分割したスキージゴムは、１枚のスキージゴム片の先端を分割、または複数のスキージゴム片を積層したものであることを特徴とする請求項１１ないし請求項１３のいずれか１項に記載のスクリーン印刷装置。
    

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