JP2006335013A - スクリーン印刷によるパターンの形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、メッシュと乳剤からなるスクリーン版とスキージを用いてペーストをパターニングするスクリーン印刷法において、パターンニングされた乳剤を変形させることなく乳剤のパターンを、そのままペーストからなるパターンとして転写させるスクリーン印刷法に関し、スクリーン印刷法によるパターン形成を高品質で行う方法を提供する。
【解決手段】 メッシュとパターニングされた乳剤からなるスクリーン版を用いて、ペーストをスクリーン版上でスキージングしてパターンを基材に形成するスクリーン印刷法において、前記スクリーン版の乳剤がスキージより硬いものを用いることを特徴とするスクリーン印刷方法。
【選択図】 図１

Description

本発明は、メッシュと乳剤からなるスクリーン版とスキージを用いてペーストをパターニングするスクリーン印刷法において、パターンニングされた乳剤を変形させることなく乳剤のパターンを、そのままペーストからなるパターンとして高精度に転写させるスクリーン印刷法に関するものである。

パターンの形成方法としては、フォトリソグラフィー、印刷法などある。パターンの形成方法としては、フォトリソグラフィーが最も微細化が可能であるが、フォトリソグラフィーではレジスト塗布、露光、現像、エッチング、レジスト剥離と工程が多い。また、不必要なところにも成膜を要したり、エッチング液や剥離液などの大量の溶剤も必要とするなど、不経済であったり、廃棄物が多いなどの問題もある。設備投資もフォトリソグラフィーの方が、一般的に高額である。一方、配線基板やディスプレイなどの電子部品のパターニングに多用されているスクリーン印刷法をはじめとする印刷法は、必要なところに必要な分だけペーストなどの材料を塗布できるので経済的である。スクリーン印刷法は所望形状に多数の細孔が形成されたスクリーン版を介して被印刷物上に模様を印刷・形成する方法であり、被印刷物上にスクリーン版をクリアランスを空けてセットし、スクリーン版上にペーストを供給し、スクリーン版と被印刷物とが接触するようにスキージでスクリーン版を押さえて変形させながらスキージを移動させる。それにつれてスクリーン版開口部に充填されたペーストは、被印刷物と接触して、被印刷物へ転写される。最近、特に配線基板における配線は高密度配線化に伴い、高アスペクト比のものが必要となってきており、これに対応して、印刷法の中ではスクリーン印刷法が最も有用である。同時にパターンの微細化も要求されてきているが、スクリーン版を変形することによりペーストの転写が進行することによりパターンが形成されるスクリーン印刷法は、印刷形状が乱れる、精度が低い等の欠点を包含していた。

本発明は、上記の従来技術における問題点の解決を課題として検討した結果達成されたものである。即ち、従来のスクリーン版によるパターン形成では、スキージが版を押す際に、版の開口パターン形状が変形してうねりが発生する、開口パターンが押しつぶされてペーストが吐出せずにパターンのかすれが発生する、開口パターンがスキージで掻き削られて傷つくなど、印刷品質に不具合が少なくなかった。特に微細パターンの場合は、顕著であった。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたものであり、メッシュと乳剤からなるスクリーン版とスキージを用いてペーストをパターニングするスクリーン印刷法において、乳剤とスキージの硬度が制御された組み合わせを用いることにより、パターンニングされた乳剤を変形させることなく乳剤のパターンを、そのままペーストのパターンとして高精度に転写させ、特に微細パターンを高品質で形成することを目的とする。

本発明は、メッシュとパターニングされた乳剤からなるスクリーン版を用いて、ペーストをスクリーン版上でスキージングしてパターンを基材に形成するスクリーン印刷法において、前記スクリーン版の乳剤がスキージより硬いものを用いることにより上記課題を解決できる。特にスクリーン版の乳剤のビッカース硬度が０．８以上で、または／且つスキージのビッカース硬度が５以下で、または／且つスクリーン版の乳剤のビッカース硬度とスキージのビッカース硬度との差が０．２以上であることを特徴とするスクリーン印刷方法により、上記課題を解決できる。

従来のスクリーン版による微細パターン形成では、スキージが版を押す際に、版の開口パターン形状が変形してうねりが発生したり、開口パターンが押しつぶされてペーストが吐出せずにパターンのかすれが発生した。本発明によりこれらの不具合を解決する。

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

微細パターンを形成するスクリーン印刷法において、前記スクリーン印刷に使用するスクリーン版を図１に示す。２はアルミニウムからなる版枠、３は例えばステンレス糸を編んでなるスクリーンメッシュと、スクリーン印刷の際にペーストが基板に転写されるのを妨げるマスクで乳剤（エマルジョン樹脂）よりなる。版枠の材質としては、アルミニウムに限らずステンレス等の高強度材料を使用しても良く、これに限らない。メッシュはステンレスだけでなく、樹脂製のメッシュを使用しても良い。ステンレスのメッシュを用いる場合は、カレンダー処理を行ったものの方が好ましい。これは、カレンダー処理を行うとメッシュが押圧されてメッシュ厚が薄くなる。それによって、シール剤の吐出がしやすくなるというメリットがある。また、パターンエリアをステンレスメッシュとし、非パターンエリアを樹脂メッシュとするコンビネーション版を使用しても良い。これにより印刷のショット数が増加するに従って生ずる版の伸び（精度ばらつき）を抑えることを容易にすることができる。マスクは印刷すべきパターンに対してネガのパターンに形成されている。
スクリーン印刷法の模式図を図２に示す。スクリーン版を構成する乳剤としては、ビッカース硬度０．８以上のものが好ましい。これよりも低いビッカース硬度では、印刷時にスキージに版が押圧される際に乳剤の変形が大きくなることにより、版の開口パターン形状が変形してうねりが発生したり、開口パターンが押しつぶされてペーストが吐出せずにパターンのかすれが発生する等の不具合が起こる。特にスクリーン版の乳剤のビッカース硬度が０．８以上で、または／且つスキージのビッカース硬度が５以下で、または／且つスクリーン版の乳剤のビッカース硬度とスキージのビッカース硬度との差が０．２以上であることを特徴とするスクリーン印刷方法により、高い印刷品質のパターンを形成することができる。

以下に本発明の実施例を示し、発明の形態を詳細に示す。尚、発明の内容はこれに示される内容に何ら限定されるものではない。
（実施例１）
図３のごとく開口幅30μｍパターンを有する320mm角サイズのスクリーン版をスクリーン印刷装置に配置、固定し、プリント面を200mm角サイズのセラミックグリーンシートと対向させた。このときの版に使用されている乳剤のビッカース硬度は０．８であった。版の、基板に接しないスキージ面に、銀ペーストを展開した後に、ビッカース硬度のスキージを用い、スキージアタック角度60°、スキージ速度10mm/s、版と基板間距離であるクリアランス2mm、スキージの押圧（印圧）0.3MPaで印刷を行った。概観の結果を図４に示す。このように形成したパターンの幅を２０ポイント測定した。そのCV値を表１に示す。
（実施例２〜１０）
表１に示すごとく乳剤とスキージの組み合わせを替えたほかは実施例１と同様にスクリーン印刷および測定を行った。

（比較例１〜３）
表２に示すごとく乳剤とスキージの組み合わせを替えたほかは実施例１と同様にスクリーン印刷および測定を行った。

表１と表２から明らかなように、実施例のスクリーン版を用いた場合で、スクリーン版の乳剤のビッカース硬度が０．８以上であるか、スキージのビッカース硬度が５以下であるか、スクリーン版の乳剤のビッカース硬度とスキージのビッカース硬度との差が０．２以上であるときに、パターン幅のばらつきは1.0％以下であるのに対し、それ以外ではばらつきが大きかった。したがって、本実施例によればスクリーン版の乳剤がスキージより硬いものを用いることによって、スキージが版を押す際に、版の開口パターン形状が変形してうねりが発生したり、開口パターンが押しつぶされてペーストが吐出せずにパターンのかすれが発生する等の不具合を解決することが明確となった。

本実施例のスクリーン印刷法は、銀ペースト等の導電ペーストをセラミックグリーンシート等の基板に印刷する電子部品用途に用いられるが、様々なペーストやインクを種々の基板へスクリーン印刷する方法に一般的に用いることができ、上記実施例に限られるものではない。

（ａ）は、スクリーン版を示す平面図、（ｂ）は、断面図。 スクリーン印刷方法を説明するための模式図。 実施例で用いられるスクリーン版のパターン写真。 実施例におけるスクリーン印刷されたパターンの写真。

符号の説明

１…スクリーン版、２…版枠、３…スクリーン、４…パターン域、５…メッシュ、６…乳剤、７…開口部、８…スキージ、９…ペースト、１０…基板、１１…テーブル。

Claims (4)

1. メッシュとパターニングされた乳剤からなるスクリーン版を用いて、ペーストをスクリーン版上でスキージングしてパターンを基材に形成するスクリーン印刷法において、前記スクリーン版の乳剤がスキージより硬いものを用いることを特徴とするスクリーン印刷方法。
2. 請求項１に記載のスクリーン版の乳剤のビッカース硬度が０．８以上であることを特徴とするスクリーン印刷方法。
3. 請求項１に記載のスキージのビッカース硬度が５以下であることを特徴とするスクリーン印刷方法。
4. 請求項１に記載のスクリーン版の乳剤のビッカース硬度とスキージのビッカース硬度との差が０．２以上であることを特徴とするスクリーン印刷方法。
   

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