JP2007326277A

JP2007326277A - スクリーン印刷版

Info

Publication number: JP2007326277A
Application number: JP2006158640A
Authority: JP
Inventors: Tomotaka Hirata; 朋孝平田; Kihei Nakayama; 喜平中山; Atsushi Yanagihara; 淳柳原
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2006-06-07
Filing date: 2006-06-07
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2026-06-07
Also published as: JP5261890B2

Abstract

【課題】厚膜の印刷図形を形成する場合であってもペーストの滲み出しを抑制して、所望の印刷図形を得ることができるスクリーン印刷版を実現する。
【解決手段】スクリーン印刷版が、多数の貫通孔２が形成されたペースト通過領域３を有する平面部４を備えると共に、該平面部４の裏面側にはペースト通過領域３よりも大きな開口を有するように側壁面５が設けられ、該側壁面５とペースト通過領域３とで凹部６が形成されている。そして、側壁面５は、主側壁部７と、該主側壁部７の開放端に拡開状に形成された段付部８とを有し、段付部８の下面８ａが被印刷物の表面に接触可能とされている。また平面部４、主側壁部７、及び段付部８は、が、それぞれ金属膜で形成された積層構造とされている。段付部８の段差高さｄは、主側壁部７の高さＤよりも小さくなるように形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明はスクリーン印刷版に関し、より詳しくは厚膜の印刷図形をスクリーン印刷法で形成するためのスクリーン印刷版に関する。

積層セラミックコンデンサ等の積層セラミック電子部品では、ＢａＴｉＯ_３等のセラミック原料を主成分としたセラミックグリーンシートの表面に内部電極となるべき印刷図形（導電パターン）を形成し、その後、印刷図形の形成されたセラミックグリーンシートを適宜積層してセラミック積層体を作製し、次いでセラミック積層体に焼成処理を施して内部電極の埋設されたセラミック焼結体を作製し、最後にセラミック焼結体の表面に外部電極を形成して製造される。

そして、上記導電パターンは、スクリーン印刷法を使用して製造されるのが一般的であり、そのためには、スクリーン印刷版が必要となる。このスクリーン印刷法では、多数の貫通孔が形成されたスクリーン印刷版を被印刷物（積層セラミック電子部品の場合はセラミックグリーンシート）上に配し、スクリーン印刷版の一端にペーストを載置し、スキージを往復運動させてペーストをスクリーン印刷版の表面に塗布すると共に、該スクリーン印刷版の表面に圧力を負荷してペーストを貫通孔からスクリーン印刷版の裏面側に押し出し、これにより所定の印刷図形を被印刷物の表面に形成している。

上記スクリーン印刷法に使用されるスクリーン印刷版としては、従来より、図９に示すように、ペーストを通過させる複数のメッシュ孔（貫通孔）１０１…が形成されたメッシュ領域１０２と、前記メッシュ孔１０１…が形成されていない非メッシュ領域１０３と、前記メッシュ領域１０２の、被印刷物と対向する面に形成された、所定の印刷図形に対応する平面形状を有する凹部１０４とを備え、被印刷物と接する面の表面粗度（Ｒａ値）を０．０１〜０．３０μｍの範囲としたスクリーン印刷版１０６が提案されている（特許文献１）。

特許文献１では、被印刷物との接触面における表面粗度（Ｒａ値）を０．０１〜０．３０μｍの範囲と小さくすることによって、被印刷物表面とスクリーン印刷版との接触面に隙間が生じるのを抑制し、ペーストが前記隙間から滲み出すのを防止している。

特開２００１−２７７７４５号公報

しかしながら、特許文献１では、被印刷物側の表面が粗い場合は、十分に対応することができず、ペーストが前記接触面における隙間から滲み出すおそれがあるという問題点があった。

また、厚膜の印刷パターンを形成する場合は、凹部１０４内のペースト充填量が増加することから、被印刷物と接するスクリーン印刷版の表面粗度を小さくしても、ペーストの滲み出しを効果的に防止することができず、所望の印刷図形を得るのが困難であるという問題点があった。

図１０は、特許文献１のスクリーン印刷版を使用した場合の印刷工程を示している。

すなわち、図１０（ａ）に示すように、被印刷物１０５上にスクリーン印刷版１０６を配し、スキージ（不図示）でペースト通過領域１０２上を往復運動させ、かつ、上方から圧力を負荷することにより、ペースト１０７はメッシュ孔１０１…から押し出されて凹部１０４に充填される。そして、スクリーン印刷版を除去すると、図１０（ｂ）のように、スクリーン印刷版１０６の凹部１０４の内面形状に対応した印刷図形１０８が形成されるものの、ペースト１０７はその粘性に起因して流動することから、図１０（ｃ）のＭ部に示すように、印刷図形１０８の側壁外周部分が外方に拡がってペーストが滲み出してしまい、このため印刷図形が変形し、所望の図形面積や塗布厚みを有する印刷図形が得られなくなるという問題点があった。

本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、厚膜の印刷図形を形成する場合であってもペーストの滲み出しを抑制して、所望の印刷図形を得ることができるスクリーン印刷版を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明に係るスクリーン印刷版は、多数の貫通孔が設けられたペースト通過領域を有する平面部を備えると共に、該平面部の一方の面側には前記ペースト通過領域よりも大きな開口を有するように側壁面が設けられ、該側壁面と前記ペースト通過領域とで凹部が形成されたスクリーン印刷版において、前記側壁面が、主側壁部と、該主側壁部の開放端に拡開状に形成された段付部とを有し、前記段付部の下面が被印刷物の表面に接触可能とされていることを特徴としている。

また、本発明のスクリーン印刷版は、前記平面部、前記主側壁部、及び前記段付部が、それぞれ金属膜で形成された積層構造とされていることを特徴としている。

また、本発明のスクリーン印刷版は、前記段付部が、前記開放端を先端として階段状に２つ以上設けられていることを特徴としている。

さらに、本発明のスクリーン印刷版は、前記段付部の段差高さが、前記主側壁部の高さよりも小さいことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のスクリーン印刷版。

また、本発明のスクリーン印刷版は、前記ペースト通過領域を通過するペーストが、積層型電子部品の内部電極形成用導電性ペーストであることを特徴としている。

また、本発明のスクリーン印刷版は、前記ペースト通過領域を通過するペーストは、粘度が５〜２０Ｐａ・ｓであることを特徴としている。

本発明のスクリーン印刷版によれば、ペースト通過領域よりも大きな開口を有するように側壁面が、主側壁部と、該主側壁部の開放端に拡開状に形成された段付部とを有し、前記段付部の下面が被印刷物の表面に接触可能とされているので、本スクリーン印刷版を使用して得られた印刷図形は、凹部の内面形状に略対応した段差を有するようになり、印刷図形側の段差にペーストの表面張力が集中して該ペーストの流動が抑制される。また凹部内の表面積が大きくなるため、ペースト充填時の圧力を分散することが可能となる。そしてこれによりペーストが外方に滲み出るのを抑制することができ、塗布厚みの厚い印刷図形を形成する場合であっても、所望形状の印刷図形を得ることができる。

また、前記平面部、前記主側壁部、及び前記段付部が、それぞれ金属膜で形成された積層構造とされているので、フォトリソグラフィ技術を使用したエレクトロフォーミング法（電鋳法）により、寸法精度の高い微細な印刷パターンを有するスクリーン印刷版を容易に製造することができる。

また、前記段付部が、前記開放端を先端として階段状に２つ以上設けることにより、ペーストの滲み出し抑制効果をより一層発揮することが可能となる。

さらに、ペーストの外方への滲み出しは、段付部の段差高さに依存することから、主側壁部に比べて十分に小さいのが好ましい。すなわち、前記段付部の段差高さを、前記主側壁部の高さよりも小さくすることにより、上述した所望の作用効果を容易に得ることができる。

また、前記ペースト通過領域を通過するペーストが、積層型電子部品の内部電極形成用導電性ペースト（粘度：５〜２０Ｐａ・ｓ）であるので、上記スクリーン印刷版を積層型電子部品の製造に好適に使用することができる。

次に、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて詳説する。

図１は本発明に係るスクリーン印刷版の一実施の形態を示す要部断面図である。

スクリーン印刷版１は、多数の貫通孔２…が形成されたペースト通過領域３を有する平面部４を備えると共に、該平面部４の一方の面である裏面側にはペースト通過領域３よりも大きな開口を有するように側壁面５が設けられ、前記側壁面５とペースト通過領域３とで凹部６が形成されている。

また、側壁面５は、主側壁部７と、該主側壁部７の開放端に拡開状に形成された段付部８とを有し、段付部８の下面８ａが被印刷物の表面に接触可能となるように構成されている。

段付部８の段差高さｄは主側壁部７の高さＤよりも小さく形成されている。すなわち、段差高さｄが大きいと、ペーストの流れは従来と余り変わらなくなってペーストの滲み出しを効果的に抑制することが困難となる。つまり、ペーストの滲み出しは、段差高さｄに依存することから、上述したように段付部８の段差高さｄが主側壁部７の高さＤよりも小さく形成されるのが望ましい。本実施の形態では、段付部８の段差高さｄは、好ましくは１．０〜２．０μｍに設定される。

平面部４、主側壁部７、及び段付部８は、いずれも金属膜で形成されており、これら金属膜が複数積層された積層構造とされている。

そして、上記スクリーン印刷版は、周知のフォトリソグラフィ技術を使用したエレクトロフォーミング法（電鋳法）により容易に製造することができる。

すなわち、金属板上にフォトレジストを塗布した後、所定パターンのメタルマスクを介して露光・現像し、レジストパターンを形成し、次いで、めっき浴を使用して電解めっきを行い、これによりフォトレジストの存在していない金属板上に平面部４となるべき第１の金属膜を形成する。次いで、この表面にフォトレジストを塗布した後、所定パターンのメタルマスクを介して露光・現像し、レジストパターンを形成し、次いで、めっき浴を使用して電解めっきを行い、これによりフォトレジストの存在していない第１の金属膜上に主側壁部７となるべき第２の金属膜を形成する。次いで、この表面にフォトレジストを塗布した後、所定パターンの原版を介して露光・現像し、レジストパターンを形成し、次いで、めっき浴を使用して電解めっきを行い、これによりフォトレジストの存在していない第２の金属膜上に段付部８となるべき第３の金属膜を形成する。そしてこの後、フォトレジストを溶解除去し、金属板と第１の金属膜とを剥離させ、これにより上記スクリーン印刷版が製造される。

図２は、上記スクリーン印刷版１を使用してスクリーン印刷を行う印刷工程を示している。

まず、スクリーン印刷版１を被印刷物１０上に配し、スクリーン印刷版１の一端にペーストを載置し、スキージ（不図示）をスクリーン印刷版１上で往復運動させると共に、上方から圧力を負荷し、図２（ａ）に示すように、ペースト１１を凹部６に充填する。

そして、スクリーン印刷版１を被印刷物１０上から除去すると、図２（ｂ）に示すように、凹部６の内面形状に略対応した段差１２ａを有する印刷図形１２が得られる。

このようにして得られた印刷図形１２には、段差１２ａが形成されているため、段差１２ａに印刷図形１２となるペースト１１の表面張力が集中して該ペースト１１の流動が抑制され、また凹部６内の表面積が大きくなるため、ペースト充填時の圧力を分散することができる。そしてその結果、図２（ｃ）に示すように、印刷図形１２が変形するのが抑制され、ペースト１１が外方に滲み出るのを効果的に抑制することができる。

このように本実施の形態によれば、ペースト通過領域３よりも大きな開口を有するように側壁面５が、主側壁部７と、該主側壁部７の開放端に拡開状に形成された段付部８とを有し、前記段付部８の下面８ａが被印刷物の表面にするようにしてスクリーン印刷を施しているので、印刷図形１２が段差１２ａを有することとなり、ペースト１１の外方への滲み出しを防止することができる。したがって印刷図形の膜厚が厚い場合であっても、所望の図形面積を有し、かつ塗布厚みのバラツキを抑制することのできる印刷図形を得ることができる。

図３は本発明の第２の実施の形態を示す要部断面図であって、本第２の実施の形態では、段付部１３が、第１の段付部１４と第２の段付部１５の２層構造からなり、主側壁部７の開放端に階段状に拡開して形成されている。この場合も第１の実施の形態と同様、第１及び第２の段付部１４、１５の段差高さｄ１、ｄ２は主側壁部７の高さＤよりも小さく、好ましくはそれぞれ１．０〜２．０μｍに設定される。

また、製造方法についても、第１の実施の形態と同様、周知のフォトリソグラフィ技術を使用したエレクトロフォーミング法（電鋳法）により容易に製造することができる。

本第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様、印刷図形が段差を有することとなるので、ペーストの外方への滲み出しを効果的に防止することができ、したがって印刷図形の膜厚が厚い場合であっても、所望の図形面積を有し、塗布厚みのバラツキを抑制することのできる印刷図形を得ることができる。

尚、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。上記実施の形態では、段付部を１段、及び２段のものについて説明したが、印刷図形の塗布厚みに応じて３段以上とするのも好ましい。また本発明のスクリーン印刷版は、用途的には特に限定されるものではないが、塗布厚みや図形面積に極めて厳格かつ高精度な基準が要求される積層セラミックコンデンサ等の積層型電子部品の内部電極形成用導電性ペースト（粘度：５〜２０Ｐａ・ｓ）に好適したものとなり、上述した作用効果を十分に発揮することができる。

次に、本発明の実施例を具体的に説明する。

実施例１として、図４に示す正面形状を有するスクリーン印刷版を用意した。
この実施例１は、長手寸法ｘが５５５μｍ、幅寸法ｙが１７０μｍ、凹部高さｚが２６μｍとなるように形成されている。また、凹部の開放端には段付部が形成されており、凹部高さｚのうち、寸法ｂ１が２４μｍ、寸法ｂ２が２μｍ、また、長手寸法ｘのうち、寸法ａ１が５５２μｍ、寸法ａ２が１．５μｍに形成されている。

また、実施例２として、図５に示す正面形状を有するスクリーン印刷版を用意した。

この実施例２は、長手寸法ｘ及び幅寸法ｙは実施例１と同一寸法であるが、段付部が２層構造に形成されており、凹部高さｚのうち、寸法ｂ１が２２μｍ、寸法ｂ２が２μｍ、長手寸法ｘのうち、寸法ａ１が５４９μｍ、寸法ａ２が１．５μｍに形成されている。

また、比較例１、２として、図６に示す正面形状を有するスクリーン印刷版を用意した。

これら、比較例１、２は段付部が形成されておらず、比較例１は、長手寸法ｘが３５５μｍ、幅寸法ｙが１７０μｍ、凹部高さｚが２６μｍの凹部を有しており、また、比較例２は、凹部高さｚを１３μｍとした以外は比較例１と同様の形状を有している。

表１は実施例１、２及び比較例１、２のスクリーン印刷版の各部寸法を示している。

次に、Ｐｄを主成分とする粘度が１２Ｐａ・ｓの導電性ペーストを用意した。

そして、これら実施例１、２及び比較例１、２のスクリーン印刷版をセラミックグリーンシート（厚み：５μｍ）上に配してスクリーン印刷を施し、凹部に導電性ペーストを充填し、その後スクリーン印刷版をセラミックグリーンシート上から除去した。

図７は印刷図形を模式的に示した平面図であって、長手寸法ｘ及び幅寸法ｙはスクリーン印刷版の内寸、すなわち設計寸法を示し、長手寸法ｘ′及び幅寸法ｙ′はスクリーン印刷後の実際の寸法を示している。

次に、図８に示すように、印刷図形をマトリックス状に２５分割し、各測定領域における長手方向の滲み量Δｘ（＝ｘ′−ｘ）、及び幅方向における滲み量Δｙ（＝ｙ′−ｙ）を測長機で測定し、その平均値Δｘave、Δｙaveを算出した。尚、矢印Ａは印刷方向を示している。

また、各測定領域における塗布厚さｔを蛍光Ｘ線回折装置で測定し、その平均値ｔaveを算出した。

さらに、各測定領域における印刷面積を、画像解析装置を用いて実測し、標準偏差と平均値との比、すなわち変動係数ＣＶ（ＣＶ値）を算出した。

表２はその測定結果を示している。

この表２から明らかなように、比較例１は長手方向の平均滲み量Δｘaveが４．４μｍであり、幅方向の平均滲み量Δｙaveは２４．４μｍであり、いずれも大きく、印刷面積の変動係数ＣＶも１．８３％と大きいことが確認された。

また、比較例２は、長手方向の平均滲み量Δｘaveが９．０μｍであり、幅方向の平均滲み量Δｙaveは１１．０μｍであり、平均塗布厚さｔaveを０．５０μｍと薄くしても滲み量は多く、また印刷面積の変動係数ＣＶも１．２３％であり、１％を超えることが確認された。

これに対し、段付部が１段の実施例１は、平均塗布厚さｔaveが０．６８μｍと比較例１よりも厚いにも拘らず、長手方向の平均滲み量Δｘaveは１．４μｍとなり、また幅方向の平均滲み量Δｙaveも５．６μmとなり、滲み量を大幅に低減することができ、しかも、変動係数ＣＶも０．９１％と１％以下に抑制され、印刷精度のバラツキが抑制できることが分かった。

また、段付部が２段の実施例２も、平均塗布厚さｔaveが０．６７μｍと比較例１よりも厚いにも拘らず、長手方向の平均滲み量Δｘaveは０．６μｍとなり、また幅方向の平均滲み量Δｙaveも４．８μmとなり、滲み量を低減できることが分かった。また、変動係数ＣＶも０．９３％と１％以下に抑制され、印刷精度のバラツキを抑制できることも分かった。

本発明に係るスクリーン印刷版の一実施の形態（第１の実施の形態）を示す要部断面図である。図１のスクリーン印刷版を使用してスクリーン印刷を行う場合の印刷工程を示す図である。本発明に係るスクリーン印刷版の第２の実施の形態を示す要部断面図である。実施例１で使用したスクリーン印刷版の形状を模式的に示す正面図である。施例２で使用したスクリーン印刷版の形状を模式的に示す正面図である。比較例１、２使用したスクリーン印刷版の形状を模式的に示す正面図である。スクリーン印刷後の印刷パターンを模式的に示した平面図である。滲み量、塗布厚さ、及び印刷面積の測定領域を示すマトリックス図である。スクリーン印刷版の従来例を示す要部断面図である。図９のスクリーン印刷版を使用してスクリーン印刷を行う場合の印刷工程を示す図である。

符号の説明

２貫通孔
３ペースト通過領域
４平面部
５側壁面
６凹部
７主側壁部
８段付部
８ａ下面
１３段付部
１４第１の段付部
１５第２の段付部
１６側壁面

Claims

多数の貫通孔が形成されたペースト通過領域を有する平面部を備えると共に、該平面部の一方の面側には前記ペースト通過領域よりも大きな開口を有するように側壁面が設けられ、該側壁面と前記ペースト通過領域とで凹部が形成されたスクリーン印刷版において、
前記側壁面が、主側壁部と、該主側壁部の開放端に拡開状に形成された段付部とを有し、前記段付部の下面が被印刷物の表面に接触可能とされていることを特徴とするスクリーン印刷版。
前記平面部、前記主側壁部、及び前記段付部が、それぞれ金属膜で形成された積層構造とされていることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷版。
前記段付部は、前記開放端を先端として階段状に２つ以上設けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載のスクリーン印刷版。
前記段付部の段差高さは、前記主側壁部の高さよりも小さいことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のスクリーン印刷版。
前記ペースト通過領域を通過するペーストは、積層型電子部品の内部電極形成用導電性ペーストであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のスクリーン印刷版。
前記ペースト通過領域を通過するペーストは、粘度が５〜２０Ｐａ・ｓであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のスクリーン印刷版。