JP2022033282A - Combination screen plate for contact printing - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コンタクト方式のスクリーン印刷に使用されるコンビネーションスクリーン版に関する。 The present invention relates to a combination screen plate used for contact screen printing.
スクリーン印刷では、ファインライン印刷に対応するためスクリーンの細線化が進んでおり、強度が低く高価なスクリーンを使用するために、印刷用スクリーンを枠に直接貼り付けた直貼り構造と比べ、コンビネーション構造のスクリーン版が主流になっている。コンビネーションスクリーン版とは、印刷用スクリーンの周囲を支持体を介して枠に固定したものである。 In screen printing, the screen is becoming thinner to support fine line printing, and in order to use a low-strength and expensive screen, the combination structure is compared with the direct-paste structure in which the printing screen is directly attached to the frame. The screen version of is the mainstream. The combination screen plate is a plate in which the periphery of the printing screen is fixed to a frame via a support.
コンビネーションスクリーン版の場合、印刷時の印圧による印刷用スクリーンへの荷重を支持体によって吸収するため、支持体として印刷用スクリーンより弾力性のある合成繊維スクリーンが一般に使用されている(例えば特許文献1)。 In the case of the combination screen plate, since the load on the printing screen due to the printing pressure during printing is absorbed by the support, a synthetic fiber screen having more elasticity than the printing screen is generally used as the support (for example, Patent Document). 1).
しかしながら、近年の電子部品の微細化・多機能化によって、回路の線幅が微細化し、更に高い印刷座標精度でスクリーン印刷する要求が高まっている。例えば積層セラミックコンデンサなどの多層製品では、±20μm以下の印刷精度が求められる。このため、従来の合成繊維スクリーンからなる支持体を用いたコンビネーションスクリーン版では、目標とする印刷精度を達成できないという問題があった。 However, due to the miniaturization and multi-functionalization of electronic components in recent years, the line width of the circuit has become finer, and there is an increasing demand for screen printing with higher printing coordinate accuracy. For example, in a multilayer product such as a multilayer ceramic capacitor, a printing accuracy of ± 20 μm or less is required. For this reason, the combination screen plate using the support made of the conventional synthetic fiber screen has a problem that the target printing accuracy cannot be achieved.
特許文献2には、印刷用スクリーンとしてステンレススチール繊維を編組したスクリーンメッシュの編組部表面にメッキ被膜を被覆したリジダイズドスクリーンを使用し、支持体スクリーンとして印刷用スクリーンよりも粗く、且つ線径の太いステンレススチール繊維を編組したスクリーンメッシュの編組部表面にメッキ被膜を被覆したリジダイズドスクリーンを使用した、コンビネーションスクリーン版が開示されている。この場合には、支持体スクリーンが合成繊維スクリーンより伸びが小さいので、印刷精度の向上が図られる。
In
しかし、支持体としてステンレススチールメッシュを使用しているため、スキージの印圧によって変形した後の位置座標の復元性があまり良くなく、印刷図形が歪みやすい。その結果、所望の印刷精度を得ることが難しい。さらに、支持体が印刷用スクリーンと同じくメッシュ構造であり、しかもメッキ処理を施す必要があるため、高価である。加えて、ペースト(印刷用インク)の一部が支持体スクリーンの目地に入り込み、このペーストが印刷品質に悪影響を及ぼす可能性もある。 However, since the stainless steel mesh is used as the support, the restoration of the position coordinates after being deformed by the printing pressure of the squeegee is not so good, and the printed figure is easily distorted. As a result, it is difficult to obtain the desired printing accuracy. Further, since the support has a mesh structure like the printing screen and needs to be plated, it is expensive. In addition, a portion of the paste (printing ink) may enter the joints of the support screen, which may adversely affect print quality.
本発明の目的は、コンタクト印刷に適した、高精度印刷が可能で、耐久性の高いコンビネーションスクリーン版を提供しようとするものである。 An object of the present invention is to provide a combination screen plate suitable for contact printing, capable of high-precision printing and having high durability.
本発明の意義について説明する前に、まずコンタクト印刷について説明する。スクリーン印刷には大別してオフコンタクト方式とコンタクト方式とがある。オフコンタクト方式とは、水平に支持された印刷ステージ上に被印刷物を載置し、この被印刷物の表面との間に隙間を空けた状態でスクリーン版の印刷用スクリーンを保持し、印刷用スクリーン上にペーストを供給し、スキージを印刷用スクリーンに押し当てながら水平移動させることによって、印刷用スクリーンを撓ませて、印刷用スクリーンに形成されたパターンを被印刷物に対して転写するものである。 Before explaining the significance of the present invention, first, contact printing will be described. Screen printing is roughly divided into an off-contact method and a contact method. The off-contact method is a printing screen in which a printed matter is placed on a horizontally supported printing stage, and the printing screen of the screen plate is held with a gap between the printed matter and the surface of the printed matter. By supplying the paste on top and moving the squeegee horizontally while pressing it against the printing screen, the printing screen is bent and the pattern formed on the printing screen is transferred to the printed matter.
しかし、オフコンタクト方式による印刷方法では、1回のスキージング毎に印刷用スクリーンが下方へ引き伸ばされ、同時に、スキージとの摩擦抵抗によって平面方向にも引き伸ばされる。その結果、被印刷物の表面上に形成されたパターンの印刷ずれが大きくなりやすく、また印刷用スクリーンの耐久性も低下しやすいという問題がある。 However, in the printing method by the off-contact method, the printing screen is stretched downward for each squeezing, and at the same time, it is stretched in the plane direction due to the frictional resistance with the squeegee. As a result, there is a problem that the print misalignment of the pattern formed on the surface of the printed matter tends to be large, and the durability of the printing screen tends to decrease.
一方、コンタクト方式は、被印刷物の表面と印刷用スクリーンとをほぼ接触状態(但し、印刷用スクリーンと被印刷物間の距離は0とは限らない)で保持しておき、スキージを水平移動させることによって、印刷用スクリーンを厚み方向に殆ど撓ませることなく、印刷用スクリーンに形成されたパターンを被印刷物に転写することができる。このようなコンタクト方式の印刷方法では、オフコンタクト方式に比べて印刷用スクリーンの厚み方向の伸びが少ないので、印刷ずれや形状劣化が小さくなるという利点がある。 On the other hand, in the contact method, the surface of the printed matter and the printing screen are kept in almost contact state (however, the distance between the printing screen and the printed matter is not always 0), and the squeegee is moved horizontally. Therefore, the pattern formed on the printed screen can be transferred to the printed matter with almost no bending in the thickness direction of the printed screen. Such a contact-type printing method has an advantage that printing misalignment and shape deterioration are reduced because the printing screen is less stretched in the thickness direction than the off-contact method.
特許文献3、4に記載のように、断面円弧状の外周面を有する印刷ステージを使用し、この外周面上に吸着した被印刷物の表面を印刷用スクリーンの裏面のスキージの先端位置と対応する位置に接触させながら、スキージの移動と同期して印刷ステージを回転させる、コンタクト方式の印刷方法も開発されている。このような円弧状外周面を持つ印刷ステージを使用すると、スキージの移動と同期して印刷用スクリーンとステージとが部分的に接触するので、平面状の印刷ステージに比べて、印刷用スクリーンを印刷ステージから剥離する際の印刷用スクリーンの伸びを抑制でき、印刷精度及び印刷用スクリーンの耐久性が向上する利点がある。
As described in
しかしながら、円弧状外周面を持つ印刷ステージを用いたコンタクト方式の印刷方法であっても、スキージとの摩擦抵抗による印刷用スクリーンの平面方向の伸びは抑制できない。 However, even in the contact-type printing method using a printing stage having an arcuate outer peripheral surface, elongation in the plane direction of the printing screen due to frictional resistance with the squeegee cannot be suppressed.
そこで、本発明のコンビネーションスクリーン版は、印刷用スクリーンとして金属製スクリーンを使用し、支持体として印刷用スクリーンより高強度の金属板を使用し、この金属板で印刷用スクリーンの周囲を保持した点を特徴としている。支持体の補強効果により、スキージとの摩擦による印刷用スクリーンの平面方向の伸びを抑制でき、従来のコンビネーションスクリーン版に比べて位置の座標再現性がよく、高精度の印刷が可能になる。支持体が金属板であるから、厚み方向には殆ど変形できないが、コンタクト印刷のため、支持体が厚み方向に変形する必要はない。スクリーンとステージとの剥離時にスクリーンが厚み方向に伸びることがあるが、スクリーンの周囲を高強度の金属板で支持しているため、印刷用スクリーンの厚み方向の伸びを抑制できる。その結果、高精度の印刷が可能で、耐久性のよいコンビネーションスクリーン版を提供できる。 Therefore, in the combination screen plate of the present invention, a metal screen is used as the printing screen, a metal plate having a higher strength than the printing screen is used as the support, and the periphery of the printing screen is held by this metal plate. It is characterized by. Due to the reinforcing effect of the support, it is possible to suppress the elongation of the printing screen in the plane direction due to friction with the squeegee, the coordinate reproducibility of the position is better than that of the conventional combination screen plate, and high-precision printing becomes possible. Since the support is a metal plate, it can hardly be deformed in the thickness direction, but it is not necessary for the support to be deformed in the thickness direction because of contact printing. The screen may stretch in the thickness direction when the screen and the stage are peeled off, but since the periphery of the screen is supported by a high-strength metal plate, the stretching of the printing screen in the thickness direction can be suppressed. As a result, high-precision printing is possible, and a durable combination screen plate can be provided.
印刷用スクリーンとしては、金属製スクリーンが使用されるが、例えばSUSスクリーン、タングステンスクリーンなど公知のスクリーンを使用できる。印刷用スクリーンは金属繊維からなる織物構造体(メッシュ)に限らず、メタルマスクでもよい。特に、ハイメッシュと呼ばれる、金属線が細くより細かく編まれた高精度なスクリーンが好ましい。 As the printing screen, a metal screen is used, but a known screen such as a SUS screen or a tungsten screen can be used. The printing screen is not limited to a woven structure (mesh) made of metal fibers, and may be a metal mask. In particular, a high-precision screen called a high mesh, in which metal wires are finely woven and finely woven, is preferable.
支持体としての「金属板」とは、メタルマスクやメッシュのような網目状又は繊維状の構造体ではなく、平板のことである。必ずしも一定厚みである必要はないが、一定厚みの平板であれば、強度が一定しており、加工が容易で安価である。支持体の金属材料としては、ヤング率が70GPa以上、640GPa以下が好ましく、ヤング率150GPa以上、430GPa以下がさらに好ましい。印刷用スクリーンを支持体の下面側に固定した場合、支持体と印刷用スクリーンとの段差での空間を小さくするため、支持体の厚みは3mm以下、特に1mm以下が望ましい。また、スキージとの摩擦による変形を抑制できるように、厚みは0.1mm以上であるのが望ましい。このような薄肉で高強度の支持体を使用して金属製の印刷用スクリーンを支持することで、印刷作業性に優れ、かつ高印刷精度(例えば±20μm以下)のスクリーン印刷版を実現できる。印刷用スクリーンとしてハイメッシュのような強度の低いスクリーンを使用しても、印刷図形の座標再現性が高い。 The "metal plate" as a support is not a mesh-like or fibrous structure such as a metal mask or a mesh, but a flat plate. It does not necessarily have to have a constant thickness, but a flat plate having a constant thickness has a constant strength, is easy to process, and is inexpensive. The metal material of the support preferably has a Young's modulus of 70 GPa or more and 640 GPa or less, and more preferably a Young's modulus of 150 GPa or more and 430 GPa or less. When the printing screen is fixed to the lower surface side of the support, the thickness of the support is preferably 3 mm or less, particularly preferably 1 mm or less, in order to reduce the space at the step between the support and the printing screen. Further, it is desirable that the thickness is 0.1 mm or more so that deformation due to friction with the squeegee can be suppressed. By supporting a metal printing screen by using such a thin and high-strength support, it is possible to realize a screen printing plate having excellent printing workability and high printing accuracy (for example, ± 20 μm or less). Even if a low-strength screen such as a high mesh is used as the printing screen, the coordinate reproducibility of the printed figure is high.
支持体の熱膨張係数は1×10-6/℃以上、23×10-6/℃以下が好ましく、4×10-6/℃以上、11×10-6/℃以下がさらに好ましい。熱膨張係数が小さいことで、温度変化による印刷精度のばらつきを抑制できる。印刷用スクリーン及び支持体が共に金属であるため、湿度変化による影響、ペーストに含まれる溶剤による膨潤や化学変化による影響を受けにくい。そのため、合成繊維スクリーンからなる印刷用スクリーン及び支持体に比べて、耐久性に優れている。このような高強度・低熱膨張・非吸湿単板として、例えばステンレス板、アルミニウム板、スーパーインバー、超硬合金、銅板、高強度鋼板などを一般的に使用できる。 The coefficient of thermal expansion of the support is preferably 1 × 10 -6 / ° C or higher and 23 × 10 -6 / ° C or lower, and more preferably 4 × 10 -6 / ° C or higher and 11 × 10 -6 / ° C or lower. Since the coefficient of thermal expansion is small, it is possible to suppress variations in printing accuracy due to temperature changes. Since both the printing screen and the support are made of metal, they are not easily affected by changes in humidity, swelling due to the solvent contained in the paste, or chemical changes. Therefore, it is superior in durability as compared with a printing screen and a support made of a synthetic fiber screen. As such a high-strength, low-thermal expansion, non-moisture-absorbing single plate, for example, a stainless steel plate, an aluminum plate, a superinvar, a cemented carbide, a copper plate, a high-strength steel plate and the like can be generally used.
支持体がスクリーンではなく金属製平板であるから、安価である。多数回の使用により支持体が変形した場合、必要であれば支持体だけを取り替えることもできる。さらに、支持体がメッシュ構造ではなく金属平板であるから、特許文献2のように、ペーストの一部が支持体の目地に入り込むこともない。
It is inexpensive because the support is a metal flat plate rather than a screen. If the support is deformed by multiple uses, only the support can be replaced if necessary. Further, since the support is not a mesh structure but a metal flat plate, a part of the paste does not enter the joints of the support as in
印刷用スクリーンは支持体に所定の張力を持って接合されており、支持体は、印刷用スクリーンの張力に対して非変形状態を保持できる厚みの金属板であるのが望ましい。金属板には種々のヤング率を持つ材料があるが、ヤング率が高くても極薄肉な板材であれば、撓みを抑制できないことがある。したがって、支持体として印刷用スクリーンの張力に対して非変形状態(平板状態)を保持できる厚みの金属板を用いるのがよい。 The printing screen is joined to the support with a predetermined tension, and the support is preferably a metal plate having a thickness capable of holding a non-deformed state with respect to the tension of the printing screen. There are materials having various Young's modulus in the metal plate, but even if the Young's modulus is high, if it is an ultra-thin plate material, it may not be possible to suppress bending. Therefore, as a support, it is preferable to use a metal plate having a thickness capable of holding a non-deformed state (flat plate state) with respect to the tension of the printing screen.
印刷用スクリーンは、支持体の印刷ステージ側に接合されているのが望ましい。スクリーン印刷では、コンビネーションスクリーン版の裏面側がステージ(又はステージに保持された被印刷物)と接触することになる。印刷用スクリーンが支持体の上面側に接合されている場合には、剛性のある支持体の裏面側がステージと干渉し、ステージを損傷させる可能性がある。また、支持体の厚み分の印刷用スクリーンの伸びが発生し、座標歪みが発生することがある。そこで、印刷用スクリーンが支持体の裏面側、つまり印刷ステージ側に接合されていることで、支持体とステージとの干渉を防止でき、支持体の厚みによる印刷用スクリーンの伸びを抑制できる。 The printing screen is preferably joined to the printing stage side of the support. In screen printing, the back side of the combination screen plate comes into contact with the stage (or the printed matter held on the stage). If the printing screen is joined to the top side of the support, the back side of the rigid support may interfere with the stage and damage the stage. In addition, the printing screen may be stretched by the thickness of the support, and coordinate distortion may occur. Therefore, by joining the printing screen to the back surface side of the support, that is, the printing stage side, it is possible to prevent interference between the support and the stage and suppress the elongation of the printing screen due to the thickness of the support.
本発明にかかるコンタクト印刷用コンビネーションスクリーン版を、特許文献3のような円弧状外周面を持つ印刷ステージを用いた印刷装置に適用するのが望ましい。この場合には、コンタクト方式であるために印刷用スクリーンの厚み方向の変位を抑制でき、しかも支持体の補強効果により印刷用スクリーンが平面方向にも変位しにくいので、高い印刷精度を達成できる。さらに、スキージの移動と同期して印刷用スクリーンとステージとが部分的に接触するので、印刷用スクリーンを印刷ステージから剥離する際の印刷用スクリーンの伸びを抑制でき、印刷精度及び印刷用スクリーンの耐久性が一層向上する。
It is desirable to apply the combination screen plate for contact printing according to the present invention to a printing apparatus using a printing stage having an arcuate outer peripheral surface as in
以上のように、本発明によれば、印刷用スクリーンとして金属製スクリーンを使用し、支持体として印刷用スクリーンより高強度の金属板を使用し、この金属板で印刷用スクリーンの周囲を保持したので、支持体の補強効果により、スキージとの摩擦による印刷用スクリーンの平面方向の伸びを抑制でき、従来のコンビネーションスクリーン版に比べて位置の座標再現性がよく、高精度の印刷が可能になる。さらに、金属板はスクリーンに比べて多数回の使用に対する劣化が低いので、耐久性に優れたコンビネーションスクリーン版を実現できる。なお、金属板からなる支持体の場合、オフコンタクト印刷では支持体の伸びが無く、印刷用スクリーンが被印刷物と接触できないためペースト転写ができず、うまく印刷ができないが、コンタクト印刷と組み合わせることで高精細な印刷ができる。 As described above, according to the present invention, a metal screen is used as the printing screen, a metal plate having a higher strength than the printing screen is used as the support, and the periphery of the printing screen is held by this metal plate. Therefore, due to the reinforcing effect of the support, it is possible to suppress the elongation of the printing screen in the plane direction due to friction with the squeegee, and the position coordinate reproducibility is better than the conventional combination screen plate, enabling high-precision printing. .. Further, since the metal plate is less deteriorated after being used many times than the screen, it is possible to realize a combination screen plate having excellent durability. In the case of a support made of a metal plate, the support does not stretch in off-contact printing, and the printing screen cannot contact the printed matter, so paste transfer cannot be performed and printing cannot be performed well. High-definition printing is possible.
図1は、本発明に係るコンタクト印刷用コンビネーションスクリーン版の第1実施形態を示す。このコンビネーションスクリーン版1は、枠2と、印刷用スクリーン3と、内周部が印刷用スクリーン3の外周部と接合され、外周部が枠2に固定された支持体4と、を備える。
FIG. 1 shows a first embodiment of a combination screen plate for contact printing according to the present invention. The
枠2は厚みのある部材によって四角形枠状に形成されており、その内側をスキージが移動できるような大きさに形成されている。枠2の材質は、例えばアルミニウム又はアルミニウム合金などの金属材料で形成されている。従来のスクリーン印刷版では、枠2が印刷用スクリーン3の張力を保持する役割を有していたが、この実施形態では印刷用スクリーン3の張力を支持体4が保持する。そのため、支持体4は印刷用スクリーン3を枠2に強固に支持する役割を有する。
The
印刷用スクリーン3としては、金属製メッシュ又は金属製マスクが使用される。金属製メッシュは細い金属繊維を編み込んだものであり、例えばSUSメッシュ、タングステンメッシュ、高強度鋼メッシュなどが使用される。この金属製メッシュに例えば感光性樹脂で印刷図形(図示せず)をパターニングしたものが使用される。金属製メッシュとして、特にハイメッシュと呼ばれる、金属線が細くより細かく編まれた高精度なスクリーンが好ましい。金属製マスクとは、金属箔や金属プレートに対し、例えばエッチング、レーザー加工、電鋳などにより印刷パターンを形成した多孔性のメタルマスクのことである。
As the
支持体4は印刷用スクリーン3より高強度の金属製単板からなり、その外周部が枠2の下面に接着等によって固定されている。支持体4の中心部には四角形状の開口部4aが形成されており、この開口部4aの周囲に印刷用スクリーン3の外周部が所定の張力を付与した状態で固定されている。特に、印刷用スクリーン3は支持体4の下面側、つまりステージ側に固定されているのが望ましい。その理由は、スクリーン版が印刷用ステージと接触した際、ステージ上の被印刷物が支持板4との干渉による損傷を受けるのを防止するためである。支持体4と枠2との固定方法、及び支持体4と印刷用スクリーン3との固定方法は、接着以外の接合方法も可能である。
The
支持体4の大きさは、次のような条件を満足するのが望ましい。すなわち、バラつきなく印刷するためにはスキージの助走距離が必要であり、支持体4のスキージ移動方向前側の幅W1は、ペーストのローリングが安定するまでの距離を確保できる寸法が望ましい。また、ペースト溜まりが印刷部に掛かるとニジミの原因になるので、支持体4のスキージ移動方向後側の幅W2は、ペースト溜まりの余白部を確保できる寸法とするのが望ましい。さらに、スキージ端部は負荷が掛かるので印刷部から離す必要があり、スキージの幅方向にも余白部を確保するため、支持体4の開口部4aのスキージ移動方向と直交方向の幅Dは、スキージの全長よりも短い寸法とするのが望ましい。
It is desirable that the size of the
支持体4は、印刷用スクリーン3に比べて、スキージング時における平面方向の伸びが小さく、かつ厚み方向の変位量が小さい高強度の金属板で形成されている。特に、印刷用スクリーン3の張力に対して非変形状態を保持できる厚みの金属板を使用するのがよい。支持体4の材質及び厚みは、ヤング率が70GPa以上、640GPa以下で、厚みが0.1mm以上、3mm以下が好ましく、ヤング率150GPa以上、430GPa以下で、厚み0.1mm以上、1mm以下がさらに好ましい。支持体4の熱膨張係数は1×10-6/℃以上、23×10-6/℃以下が好ましく、4×10-6/℃以上、11×10-6/℃以下がさらに好ましい。このような高強度・低熱膨張の金属板として、例えばステンレス板、銅板、アルミニウム板、スーパーインバー、超硬合金、高強度鋼板などを一般的に使用できる。
The
従来のコンビネーションスクリーン版における支持体の機能は、印刷時に生じる版の変形を、自身の伸びによって負担することにより、印刷用スクリーンの変形を極力小さくすることである。一方、本発明のコンビネーションスクリーン版における支持体の機能は、印刷時の変形を自身の伸びによって負担することではなく、印刷用スクリーンの周囲を補強して、印刷用スクリーンの変形を極力小さくすることである。そのため、支持体4には高強度の金属板が使用されている。支持体4の厚みは任意であるが、スキージの端部が支持体4上を摺動するよう設計されている場合には、支持体4と印刷用スクリーン3との段差での空間を小さくし、スキージの損傷を抑制するため、支持体4の厚みは3mm以下、特に1mm以下が望ましい。また、スキージとの摺動摩擦による変形を抑制できるように、厚みは0.1mm以上であるのが望ましい。なお、段差部に接着剤などを充填することで、スキージの損傷を抑制することも可能である。
The function of the support in the conventional combination screen plate is to minimize the deformation of the printing screen by bearing the deformation of the plate that occurs during printing by its own elongation. On the other hand, the function of the support in the combination screen plate of the present invention is not to bear the deformation at the time of printing by its own elongation, but to reinforce the circumference of the printing screen and minimize the deformation of the printing screen. Is. Therefore, a high-strength metal plate is used for the
表1は、支持体4の例としてSUS430板、Al、インバー材、超硬合金を使用した場合と、従来の一般的支持体であるポリエステルスクリーンを使用した場合との、各材料特性の比較表である。ポリエステルスクリーンの場合、形状が網状であり、ヤング率が低く、熱膨張係数及び湿度膨張係数が大きいので、座標再現性が低く、荷重変形、温度及び湿度変化に対する抑制効果が低い。これに対し、支持体の材質がSUS430板、Al、インバー材、超硬合金の場合、いずれもヤング率がポリエステルスクリーンの数十倍以上であり、熱膨張係数及び湿度膨張係数が小さく、しかも形状が板状であるから、座標再現性が高く、荷重変形、温度変化及び湿度変化に対する抑制効果が高い。その結果、印刷精度が高くなるという効果がある。
Table 1 is a comparison table of the characteristics of each material when a SUS430 plate, Al, Invar material, and cemented carbide are used as an example of the
図2は、SUS430板(厚み0.4mm)、ステンレススクリーン(#150-61:線径61μmメッシュ数150本/inch)、樹脂スクリーン(ポリエステルスクリーン#230-48:線径48μmメッシュ数230本/inch)のS-Sカーブである。図2から明らかなように、SUS430板の強度は、樹脂スクリーンは勿論、材質は同等のステンレススクリーンと比較しても、圧倒的に高いことがわかる。そのため、印刷中の支持体の変形、ひいては印刷用スクリーンの変形を効果的に抑制できる。 FIG. 2 shows a SUS430 plate (thickness 0.4 mm), a stainless steel screen (# 150-61: wire diameter 61 μm mesh number 150 lines / inch), a resin screen (polyester screen # 230-48: wire diameter 48 μm mesh number 230 lines / inch). inch) SS curve. As is clear from FIG. 2, it can be seen that the strength of the SUS430 plate is overwhelmingly higher than that of the resin screen as well as the stainless steel screen of the same material. Therefore, the deformation of the support during printing and the deformation of the printing screen can be effectively suppressed.
図3は、印刷前後の座標復元性を、従来構造と本発明構造とで比較したものである。従来構造では、支持体として外寸320mm□、内寸210mm□、#230-48のポリエステルスクリーンを使用し、印刷用スクリーンとしてタングステンスクリーンを使用した。本発明構造では、支持体として外寸320mm□、内寸210mm□、厚み0.4mmのSUS430板を使用し、印刷用スクリーンとして従来例と同じタングステンスクリーンを使用した。印刷方法はコンタクト方式であり、条件は同じとした。座標ずれは印刷前後の各座標の差である。 FIG. 3 compares the coordinate resilience before and after printing between the conventional structure and the structure of the present invention. In the conventional structure, a polyester screen having an outer dimension of 320 mm □, an inner dimension of 210 mm □, and # 230-48 was used as the support, and a tungsten screen was used as the printing screen. In the structure of the present invention, a SUS430 plate having an outer dimension of 320 mm □, an inner dimension of 210 mm □, and a thickness of 0.4 mm was used as the support, and the same tungsten screen as the conventional example was used as the printing screen. The printing method was a contact method, and the conditions were the same. The coordinate deviation is the difference between the coordinates before and after printing.
図3から明らかなように、印刷前後の座標ずれは、従来構造では±5μmであり、ずれの傾向も全周にわたってバラバラであった。これに対し、本発明構造の座標ずれは±2μmであり、座標位置も初期位置に近かった。その結果、SUS430板を支持体として使用した場合に、従来に比べて印刷前後の座標復元性が向上したことがわかる。 As is clear from FIG. 3, the coordinate deviation before and after printing was ± 5 μm in the conventional structure, and the tendency of the deviation was also different over the entire circumference. On the other hand, the coordinate deviation of the structure of the present invention was ± 2 μm, and the coordinate position was close to the initial position. As a result, it can be seen that when the SUS430 plate is used as a support, the coordinate restoration before and after printing is improved as compared with the conventional case.
図4は、温湿度変化による座標復元性を、従来構造と本発明構造とで比較したものである。使用したスクリーン版は図3と同様である。従来構造の場合、温度変化による変形は1.4μm/℃・68mmであり、湿度変化による変形は-2.1μm/10%・68mmであり、変形は非直線形であるのに対し、本発明構造では、温度変化による変形は1.2μm/℃・68mmであり、湿度変化による変形は-1.2μm/10%・68mmであり、変形も直線形であった。よって、支持体をポリエステルスクリーンからSUS430板にすることで、支持体が低熱膨張・非吸湿材になり、温湿度変化に対する歪みを抑制できた。 FIG. 4 compares the coordinate resilience due to changes in temperature and humidity between the conventional structure and the structure of the present invention. The screen version used is the same as in FIG. In the case of the conventional structure, the deformation due to temperature change is 1.4 μm / ° C. 68 mm, the deformation due to humidity change is −2.1 μm / 10% · 68 mm, and the deformation is non-linear, whereas the present invention. In the structure, the deformation due to the temperature change was 1.2 μm / ° C. 68 mm, the deformation due to the humidity change was −1.2 μm / 10% · 68 mm, and the deformation was also linear. Therefore, by changing the support from a polyester screen to a SUS430 plate, the support becomes a low thermal expansion / non-hygroscopic material, and distortion due to temperature and humidity changes can be suppressed.
図5は、本発明にかかる印刷装置の一例を示す。この例は、図1に記載のコンビネーションスクリーン版1をコンタクト方式の印刷装置に適用したものである。コンビネーションスクリーン版1の上側には、印刷用スクリーン3及び支持体4上を摺動するスキージ10が、水平方向に移動する移動機構11に取り付けられている。スキージ10は所定の印圧をもって印刷用スクリーン3及び支持体4に斜めに圧接している。スキージ10の全長(紙面と垂直方向の長さ)は、支持体4の開口部4aの幅(図1のD)より大きくするのが望ましい。この場合、最も負荷がかかるスキージ10の端部は支持体4上を摺動するため、印刷用スクリーン3にかかる負荷を軽減できる。さらに、支持体4のスキージ移動方向前側の幅(図1のW1)は、ペーストのローリングが安定するまでのスキージの助走距離であり、支持体4のスキージ移動方向後側の幅(図1のW2)は、ペースト溜まりの余白部である。
FIG. 5 shows an example of the printing apparatus according to the present invention. In this example, the
コンビネーションスクリーン版1の下側には、断面円弧状の外周面12aを有する印刷用ステージ12が配置されている。印刷用ステージ12の幅方向寸法(紙面と垂直方向の寸法)は、支持板4の開口部4aの幅Dより大きい。このステージ12の外周面上には、セラミックグリーンシートなどの被印刷物(図示せず)が吸着保持されている。ステージ12は、被印刷物の表面を印刷用スクリーン3の裏面のスキージ10の先端位置と対応する位置に接触させながら、スキージ10の移動と同期して矢印方向に回転するよう、図示しない回転機構に取り付けられている。なお、断面円弧状の外周面は、楕円の円弧状の外周面であってもよい。詳しい構成は特許文献4に記載の通りであるため、ここでは省略する。
Below the
図5において、二点鎖線は印刷の開始状態、一点鎖線は中間状態、実線は終了状態を示す。スキージ10はペースト(印刷用インク)Pを印刷用スクリーン3に押しつけながら、矢印方向へ水平移動する。ステージ12の円弧状外周面12aの頂部が、印刷用スクリーン3の裏面のスキージ10の先端位置と対応する位置に部分的に接触するため、ペーストPの粘性に起因するステージ10との剥離時の印刷用スクリーン3の伸びを抑制できる。また、印刷用スクリーン3の周囲が高強度の支持体4によって支持されているので、スキージ10との摩擦による印刷用スクリーン3の平面方向の伸びも抑制又は防止できる。
In FIG. 5, the two-dot chain line indicates the start state of printing, the one-dot chain line indicates the intermediate state, and the solid line indicates the end state. The
このように、ステージ12は印刷用スクリーン3の裏面のスキージ10の先端位置と対応する位置に部分的に接触しながら回転するので、印刷用スクリーン3とステージ12との剥離時の印刷用スクリーン3の変形を、効果的に抑制することができる。また、印刷用スクリーン3の周囲が高強度の金属板である支持体4によって保持されているので、スキージ10との摩擦による印刷用スクリーン3の平面方向の伸びを抑制できる。さらに、さらに、コンタクト印刷の特徴である印刷用スクリーン3の厚み方向の伸びも抑制できる。
In this way, since the
図5に示す印刷装置を用い、以下の条件でスクリーン印刷を行った結果を図6に示す。版構造及び印刷条件は以下の通りである。
枠:外寸364mm、内寸320mm□、厚み16.5mmのアルミニウム枠
支持体:外寸364mm□、内寸210mm□、厚み0.4mmのSUS430板
印刷用スクリーン:ハイメッシュのタングステンスクリーン(#430-13:線径13μmメッシュ数430本/inch)
FIG. 6 shows the results of screen printing under the following conditions using the printing apparatus shown in FIG. The plate structure and printing conditions are as follows.
Frame: Aluminum frame support with outer dimensions 364 mm, inner dimensions 320 mm □, thickness 16.5 mm: External dimensions 364 mm □, inner dimensions 210 mm □, thickness 0.4 mm SUS430 board Printing screen: High mesh tungsten screen (# 430) -13: Wire diameter 13 μm Number of meshes 430 / inch)
上記条件で、断面円弧状のステ―ジを用いてコンタクト方式のスクリーン印刷を行ったところ、多層製品で必要な印刷精度±15μmを安定して達成することができた。よって、本発明に係るコンビネーションスクリーン版の効果が証明された。このような高精度のコンビネーションスクリーン版を使用することによって、高密度印刷が可能になり、高機能の多層商品を製造することができる。 When contact-type screen printing was performed using a stage with an arc-shaped cross section under the above conditions, the printing accuracy of ± 15 μm required for a multilayer product could be stably achieved. Therefore, the effect of the combination screen version according to the present invention was proved. By using such a high-precision combination screen plate, high-density printing becomes possible, and a high-performance multilayer product can be manufactured.
上記実施例は、本発明のほんの数例を示すに過ぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。上記実施形態では、支持体の材質としてSUS430を使用したが、それ以外のステンレス板を使用してもよく、さらには高強度鋼板、アルミニウム板、銅板、その他の合金などの他の金属板を使用することもできる。ヤング率に応じて、支持体の厚みを設定するのがよい。 The above embodiment shows only a few examples of the present invention, and can be changed without departing from the spirit of the present invention. In the above embodiment, SUS430 is used as the material of the support, but other stainless steel plates may be used, and other metal plates such as high-strength steel plates, aluminum plates, copper plates, and other alloys may be used. You can also do it. It is better to set the thickness of the support according to Young's modulus.
図5の印刷装置では、ステージとして断面扇形のステージを使用したが、蒲鉾形状や円筒状ステージであってもよく、凸曲面を有するステージであればよい。さらに、本発明のコンビネーションスクリーン版は、図5のような凸曲面を有するステージを使用したコンタクト方式の印刷方法に限らず、線剥離印刷、さらには平板状ステージを用いたコンタクト方式の印刷方法にも適用できる。 In the printing apparatus of FIG. 5, a stage having a fan-shaped cross section is used as the stage, but it may be a semi-cylindrical stage or a cylindrical stage, and may be a stage having a convex curved surface. Further, the combination screen plate of the present invention is not limited to a contact-type printing method using a stage having a convex curved surface as shown in FIG. 5, but is also used for line peeling printing and a contact-type printing method using a flat plate-shaped stage. Can also be applied.
[備考]
(1)枠と、印刷用スクリーンと、内周部が前記印刷用スクリーンの外周部と接合され、外周部が前記枠に固定された支持体と、を備えるコンタクト印刷用コンビネーションスクリーン版において、
前記印刷用スクリーンは金属製スクリーンであり、
前記支持体は、前記印刷用スクリーンに比べて、スキージング時における平面方向の伸びが小さく、かつ厚み方向の変位量が小さい高強度の金属板で形成されている、コンタクト印刷用コンビネーションスクリーン版。
(2)前記印刷用スクリーンは前記支持体に所定の張力を持って接合されており、
前記支持体は、前記印刷用スクリーンの張力に対して非変形状態を保持できる厚みの金属板である、コンタクト印刷用コンビネーションスクリーン版。
(3)前記支持体は、ヤング率が70GPa以上、640GPa以下であり、厚みが0.1mm以上、3mm以下の金属板である、コンタクト印刷用コンビネーションスクリーン版。
(4)前記支持体は、厚み0.1mm以上、1mm以下の金属板である、コンタクト印刷用コンビネーションスクリーン版。
(5)前記支持体は、熱膨張係数1×10-6/℃以上、23×10-6/℃以下の金属板である、コンタクト印刷用コンビネーションスクリーン版。
(6)前記印刷用スクリーンは、前記支持体の印刷ステージ側に接合されていることを特徴としたコンタクト印刷用コンビネーションスクリーン版。
(7)前記コンタクト印刷用コンビネーションスクリーン版と、
前記コンビネーションスクリーン版の印刷用スクリーン上に供給されたペーストを押圧しながら水平移動するスキージと、
断面円弧状の外周面を有し、前記外周面上に吸着した被印刷物の表面を前記印刷用スクリーンの裏面の前記スキージの先端位置と対応する位置に接触させながら前記スキージの移動と同期して回転する印刷用ステージと、を備えた印刷装置。
[remarks]
(1) In a contact printing combination screen plate comprising a frame, a printing screen, and a support whose inner peripheral portion is joined to the outer peripheral portion of the printing screen and whose outer peripheral portion is fixed to the frame.
The printing screen is a metal screen.
The support is a combination screen plate for contact printing, which is formed of a high-strength metal plate having a smaller elongation in the plane direction during squeezing and a smaller displacement in the thickness direction than the printing screen.
(2) The printing screen is joined to the support with a predetermined tension.
The support is a combination screen plate for contact printing, which is a metal plate having a thickness capable of holding a non-deformed state with respect to the tension of the printing screen.
(3) The support is a combination screen plate for contact printing, which is a metal plate having a Young's modulus of 70 GPa or more and 640 GPa or less and a thickness of 0.1 mm or more and 3 mm or less.
(4) The support is a combination screen plate for contact printing, which is a metal plate having a thickness of 0.1 mm or more and 1 mm or less.
(5) The support is a combination screen plate for contact printing, which is a metal plate having a coefficient of thermal expansion of 1 × 10 -6 / ° C. or higher and 23 × 10 -6 / ° C. or lower.
(6) The printing screen is a contact printing combination screen plate characterized in that it is joined to the printing stage side of the support.
(7) The combination screen version for contact printing and
A squeegee that moves horizontally while pressing the paste supplied on the printing screen of the combination screen plate, and
It has an outer peripheral surface with an arcuate cross section, and the surface of the printed matter adsorbed on the outer peripheral surface is in contact with the position corresponding to the tip position of the squeegee on the back surface of the printing screen in synchronization with the movement of the squeegee. A printing device equipped with a rotating printing stage.
1 コンビネーションスクリーン版
2 枠
3 印刷用スクリーン
4 支持体
4a 開口部
10 スキージ
12 ステージ
12a 円弧状外周面
P ペースト
1
Claims (7)
前記印刷用スクリーンは金属製スクリーンであり、
前記支持体は、前記印刷用スクリーンに比べて、スキージング時における平面方向の伸びが小さく、かつ厚み方向の変位量が小さい高強度の金属板で形成されている、コンタクト印刷用コンビネーションスクリーン版。 In a contact printing combination screen plate comprising a frame, a printing screen, and a support whose inner peripheral portion is joined to the outer peripheral portion of the printing screen and whose outer peripheral portion is fixed to the frame.
The printing screen is a metal screen.
The support is a combination screen plate for contact printing, which is formed of a high-strength metal plate having a smaller elongation in the plane direction during squeezing and a smaller displacement in the thickness direction than the printing screen.
前記支持体は、前記印刷用スクリーンの張力に対して非変形状態を保持できる厚みの金属板である、請求項1に記載のコンタクト印刷用コンビネーションスクリーン版。 The printing screen is joined to the support with a predetermined tension.
The combination screen plate for contact printing according to claim 1, wherein the support is a metal plate having a thickness capable of holding a non-deformed state with respect to the tension of the printing screen.
前記コンビネーションスクリーン版の印刷用スクリーン上に供給されたペーストを押圧しながら水平移動するスキージと、
断面円弧状の外周面を有し、前記外周面上に吸着した被印刷物の表面を前記印刷用スクリーンの裏面の前記スキージの先端位置と対応する位置に接触させながら前記スキージの移動と同期して回転する印刷用ステージと、を備えた印刷装置。 The combination screen version for contact printing according to any one of claims 1 to 6 and the combination screen version.
A squeegee that moves horizontally while pressing the paste supplied on the printing screen of the combination screen plate, and
It has an outer peripheral surface with an arcuate cross section, and the surface of the printed matter adsorbed on the outer peripheral surface is in contact with the position corresponding to the tip position of the squeegee on the back surface of the printing screen in synchronization with the movement of the squeegee. A printing device equipped with a rotating printing stage.
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