JP3469072B2 - スクリーン印刷によるパターン形成方法及び装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スクリーン印刷に
よるパターン形成方法及びパターン形成装置に係り、特
に微細なパターン形成を必要とするセラミック多層配線
基板の厚膜パターンの形成並びにプリント配線基板のパ
ターン形成に好適なスクリーン印刷によるパターン形成
方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子回路基板においては、基板に搭載す
る半導体素子をはじめとする電子部品の小型化や接続端
子の微細・高密度化に伴い、基板の端子膜のみならず配
線等の膜パターンの微細化が進められている。特に配線
膜では、膜幅が１００μｍを割り、５０μｍレベルの膜
の形成が要求されつつある。また一方、大形電子計算機
の中央演算処理回路基板等のような多数の半導体素子を
搭載する回路基板では、伝送特性の高速化のために配線
路長を短縮するため、一枚の基板の面積を大形化し、で
きるだけ多数の半導体素子を高密度に集積することも進
められている。

【０００３】このような伝送線路となる配線膜の形成の
方法は、めっき膜のエッチング法、めっき膜の析出法、
薄膜の形成法等多種あるが、厚膜ペーストのスクリーン
印刷法は、膜の形成毎にホトプロセスを経て直接パター
ンを形成しないが故に、パターン膜の微細化にやや限界
があるものの、逆に、膜の形成ごとにホトプロセスを経
ないが故に、比較的簡便な塗布膜の形成方法として多用
されている。

【０００４】図７にスクリーン印刷による塗布膜の形成
方法の概要を示す。図７（ａ）〜図７（ｅ）に断面図で
塗布膜の形成工程を示したように、印刷スクリーン３と
印刷基体１の表面との間に数ｍｍのギャップ（通常、ス
クリーンの大きさにもよるが１〜３ｍｍ）を設けて印刷
スクリーンを配設し、１本の例えばウレタンゴム系の弾
性体からなる印刷スキージ６を印刷スクリーンを介して
印刷基体と同一高さのステージ２の面まで落とし込み、
印刷スキージの移動により印刷スキージ前面の厚膜ペー
スト８を印刷スクリーンに形成した開口部に押し込み、
その後方では印刷スクリーン面５を印刷基体の表面から
切離し、印刷基体の表面に厚膜ペーストの塗布膜（図示
せず）を形成することが行われる。

【０００５】なお、この種の技術に関連するものとして
例えば、特開昭６０−２１４５９１号公報が挙げられ
る。

【０００６】上記の塗布膜形成方法において多用される
パターン形成用の印刷スクリーン３の断面の外観構成の
一例を図５、図６に示す。

【０００７】図５（ａ）は、印刷スクリーン３の全体構
成を示す断面図、図５（ｂ）は、印刷スクリーン面５の
部分拡大図である。図示のように、スクリーン枠４の全
面にメッシュワイヤ１０ａを貼り付け、そのメッシュの
全面に感光性の乳剤を塗布・仮硬化して乳剤膜１１を形
成する。そして、配線や端子等の所定のパターンを描い
たホトマスクにより感光性乳剤膜１１にパターンに応じ
た開口部１２を設けた印刷スクリーン３を示す。

【０００８】また、図６（ａ）は、印刷スクリーン３の
全体構成を示す断面図、図６（ｂ）は、印刷スクリーン
面５の部分拡大図である。図示のように、予め定められ
たパターンに応じた開口部１２を設けたメタル箔１３を
ステンレス等のメッシュメタル１０ｂにめっき膜１４で
接合した印刷スクリーンであり、ポリエステルあるいは
ステンレス等のメッシュワイヤ１０ａが枠面に貼り付け
られ、開口部を設けたメタル箔１３とメタルメッシュ１
０ｂの一体物が、枠に貼り付けたメッシュワイヤ１０ａ
の中央部のくり貫き部分に接着された構成の印刷スクリ
ーンを示す。

【０００９】図７に示した印刷スクリーンと印刷基体の
表面との間にギャップを設けて印刷スクリーンを配設す
る方法では、枠に貼り付けたメッシュ１０ａのダンピン
グ作用を利用して印刷スキージの移動とともに印刷スク
リーンを印刷基体の表面から離す。しかしながら、この
方法では、印刷スクリーンのパターンに対応する開口部
の幅が１００μｍ以下となると、この印刷スクリーンの
パターン開口部とこの開口部に架かるメッシュワイヤの
開口幅とがほぼ等しく、あるいはメッシュの開．口幅よ
り小さくなる。

【００１０】このため、印刷基体の表面への厚膜ペース
トの転移する過程において、印刷スクリーンの印刷基体
から離れる時にメッシュワイヤ面にペーストが付着して
残り、印刷基体の表面へのペーストの転移量が少なくな
る。そして、印刷スクリーンの開口幅が狭いために、１
００μｍ幅を超える塗布膜で生じるようなメッシュ開口
部で厚盛りされたペーストが、この膜厚の薄い部分を埋
めるように働くレベリング効果がなくなる。

【００１１】そこで、特に印刷スクリーンの開口部にメ
ッシュワイヤが架かった部分では、メッシュワイヤ下に
相当する部分の膜厚が極端に薄くなる。そしてこのペー
スト塗布膜の熱処理において、ペースト材料の金属粉末
の焼結収縮により膜厚の薄い部分では微細な幅のペース
ト塗布膜において断線を生じる場合がある。また、断線
が生じないとしても膜厚が薄くなることにより配線パタ
ーンの場合には、電気抵抗が大きくなるという問題が発
生する。

【００１２】このため、微細な幅の塗布膜において、特
に印刷スクリーンの開口部にメッシュワイヤが架かり、
メッシュワイヤ下に相当する塗布膜の部分では、印刷ス
クリーンの開口部に充填された厚膜ペーストの全量が印
刷基体上に転移し、当該部分での厚さが極端に薄くなら
ないよう良好な塗布膜を形成するため、印刷スクリーン
と印刷基体の表面とのギャップの距離、印刷スキージの
移動速度、印刷スキージの押さえ圧力、印刷スクリーン
と印刷基体の離し速度等々の印刷条件を種々検討した。

【００１３】この結果、印刷基体の表面と印刷スクリー
ンとが全面に接触した状態で印刷スキージを移動させて
厚膜ペーストを印刷スクリーンの開口部に充填し、その
後、印刷基体の表面と印刷スクリーンが接した状態を数
十秒程度以上と長く保持し、そして、０．１ｍｍ／秒程
度の比較的低速で、印刷基体を吸引装着したステージを
下げるか、あるいは、印刷スクリーンを引き上げる。こ
れにより、印刷スクリーン開口部に充填されたペースト
が、開口部に架かるメッシュ表面に多量に付着して残る
ことがなくなり、印刷基体表面へペーストが転移するこ
とを見出した。

【００１４】この塗布膜の形成法の概要を図８（ａ）〜
図８（ｆ）に示す。しかしながら、例えば１００ｍｍ角
程度の大面積の膜パターンの形成において、数十層の層
構成からなる多層配線基板の製造に多用されるセラミッ
ク粉末を有機高分子で結合したセラミックグリーンシー
ト（厚さ：０．５ｍｍ以下）のような可撓性を有する印
刷基体１では、シートの破れ、さらにはその破れたシー
トがスクリーン裏面へ被着する等の問題があった。

【００１５】この問題は、図８（ｂ）に示すように、シ
ート１の表面と印刷スクリーン面５とを接触させた状態
で、厚膜ペースト８を印刷スクリーンの開口部に充填
後、図８（ｆ）に示すように、シート１と印刷スクリー
ン面５とを全面・同時に離す際に生じる。これは、ペー
スト中の有機溶剤がシートへしみ込むことにより、シー
ト自体の強度が低下してくるなかで、ペーストを充填し
た開口部の多いパターン中央部では、厚膜ペーストの粘
着性により、ペーストをシート面から離すに必要な力が
その周辺部より大きくなるため、シートの中央部でのシ
ート破れが生じ易いことによる。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は、上記した従来の問題点を解消することにあり、
具体的には図７及び図８で説明したように、微細な幅の
ペーストパターンを形成するに際し、ペーストパターン
の厚みが薄くなるのを防止し、しかも薄く破れ易い印刷
基体であっても欠損がなく、良好なペーストパターンを
形成することのできるスクリーン印刷によるパターン形
成方法及びパターン形成装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のスクリーン印刷によるパターン形成方法
は、印刷基体上に所定間隔をおいて非接触状態で配設さ
れ、かつ予め所定の開口パターンが形成された印刷スク
リーン上にペーストが供給され、印刷スキージを移動す
ることによってペーストを、開口パターンを有する印刷
スクリーンの開口部を透過させ印刷基体の表面に塗布す
ることによってペーストパターンを形成する工程を有す
るパターン形成方法において、 （１）印刷基体の表面にペーストパターンを形成する工
程を、印刷スキージを所定の印圧のもとに移動すること
によって印刷基体の表面に接した印刷スクリーンの開口
部にペーストを充填させると共に、このペーストを充填
した状態を一定時間保持した後、印刷基体の一方の端部
側からその対向する他方の端部側に印刷スクリーンと印
刷基体の表面との分離境界線を移動させることによっ
て、印刷基体の表面から印刷スクリーン面を順次切離
し、印刷スクリーンの開口部に充填したペーストを印刷
基体の表面に塗布する工程で構成したことを特徴として
いる。

【００１８】このペーストを充填した状態を一定時間保
持する時間としては、少なくとも１秒は必要であり、実
用的には通常１〜６０秒程度、より好ましくは１０〜３
０秒である。この保持時間が１秒より短いと、図７で説
明したようにペーストパターンの膜厚が薄くなるという
問題が生じる。また、６０秒を超えても良好なペースト
パターンは得られるが作業時間が長くなるという理由か
ら実用的な上限は６０秒程度となる。

【００１９】そして、より具体的には、 （２）上記（１）の印刷基体の表面にペーストパターン
を形成する工程においては、印刷スキージの後方に所定
の間隔をおいてスクリーン離し板を並設し、ペーストパ
ターンの形成開始に当たっては、印刷スキージ及びスク
リーン離し板を共に降下させ印刷スクリーンを印刷基体
の表面に押し当てることによって互いに接触せしめ、印
刷スキージを所定の印圧のもとに印刷基体の一端から他
方の終端部まで移動させ、ペーストを印刷スクリーンの
開口部に充填させると共に、このペーストを充填した状
態を一定時間保持した後、後方のスクリーン離し板を印
刷スキージと同一移動方向に移動させることによって、
印刷基体の表面から印刷スクリーン面を順次切離して分
離境界線をスクリーン離し板の進行方向に移動させ、ス
クリーン離し板が移動の終点に至った時点で、印刷スキ
ージ及びスクリーン離し板を印刷スクリーン面から上昇
させる構成とすることである。

【００２０】この場合、ペーストを充填した状態を一定
時間保持する時間の調整は、後方のスクリーン離し板を
印刷スキージと同一移動方向に移動させるときの始動時
間を制御すればよく、容易に任意の保持時間に設定する
ことができる。また、スクリーン離し板の移動速度は、
通常は印刷スキージの速度に合わせるのが便利であるが
独立に制御するようにして、印刷スキージの移動速度よ
りも遅くするなどして印刷基体の表面から印刷スクリー
ン面を切離す分離境界線の移動速度を制御できるように
してもよい。印刷スキージの速度は、従来から行われて
いるように３〜５０ｍｍ／秒程度でよい。

【００２１】（３）上記（１）のスクリーン印刷による
パターン形成方法を実施する装置の一例について説明す
ると、本発明のパターン形成装置は、予め所定の開口パ
ターンが形成された印刷スクリーンを印刷基体の表面と
の間に所定の間隔を設けて配設し、印刷スキージの移動
によって印刷スクリーンを印刷基体に接触させると共に
印刷スクリーン上に供給されたペーストを、印刷スクリ
ーンの開口部を透過させて印刷基体の表面に塗布してペ
ーストパターンを形成するスクリーン印刷によるパター
ン形成装置であって、印刷スキージの後方に隣接させて
スクリーン離し板を並設すると共に、印刷スキージ及び
スクリーン離し板は、それぞれ独立に昇降及び印刷スク
リーン面方向に移動可能で、ペーストパターンの形成開
始に当たっては、第１の移動により共に降下して印刷ス
クリーンを印刷基体の表面に押し当て接触させる手段
と、第２の移動により印刷スキージを印刷スクリーンの
一端から対向する他方の終端部まで移動させペーストを
印刷スクリーンの開口部に充填すると共に、このペース
トを充填した状態を一定時間保持する手段と、一定時間
保持した後、スクリーン離し板を印刷スキージと同一移
動方向に移動させことによって印刷基体の表面から印刷
スクリーン面を順次切離して分離境界線をスクリーン離
し板の進行方向に移動させる手段と、スクリーン離し板
が移動の終点に至った時点で、印刷スキージ及びスクリ
ーン離し板を印刷スクリーン面から上昇させる手段とを
有して成ることを特徴とする。

【００２２】従来から印刷スキージを２枚固定して印刷
する所謂ダブル印刷スキージによるスクリーン印刷が知
られているが、本発明がこの周知の技術と本質的に異な
るのは、印刷スキージとスクリーン離し板とは全く独立
に動作することができる構成となっており、この独立に
動作させるスクリーン離し板の作用によって印刷スクリ
ーンの開口部にペーストを充填した状態を一定時間保持
することができ、また、印刷基体の表面から印刷スクリ
ーン面を切離して分離境界線をスクリーン離し板の進行
方向に移動させる速度のコントロールも可能となる。

【００２３】印刷スキージは、例えばウレタンゴム等の
弾性体で構成されるが、スクリーン離し板も、印刷スキ
ージと同様の材質及び構造とすることができる。

【００２４】（４）また、上記（１）の印刷基体の表面
にペーストパターンを形成する工程においては、印刷ス
キージの後方に所定の間隔をおいてスクリーン離し板を
並設すると共に、印刷スキージの移動の終端部に印刷ス
クリーンを印刷基体表面に押し当てる押し当て板を配設
し、ペーストパターンの形成開始に当たっては、印刷ス
キージ、スクリーン離し板及び押し当て板を共に降下さ
せ印刷スクリーンを印刷基体の表面に押し当てることに
よって互いに接触せしめ、印刷スキージを所定の印圧の
もとに印刷基体の一端から他方の終端部まで移動させ、
ペーストを印刷スクリーンの開口部に充填させると共
に、このペーストを充填した状態を一定時間保持した
後、後方のスクリーン離し板を印刷スキージと同一移動
方向に移動させることによって、印刷基体の表面から印
刷スクリーン面を順次切離して分離境界線をスクリーン
離し板の進行方向に移動させ、スクリーン離し板が移動
の終点に至った時点で、印刷スキージ、スクリーン離し
板及び押し当て板を印刷スクリーン面から上昇させる構
成とすることもできる。

【００２５】（５）上記（４）のスクリーン印刷による
パターン形成方法を実施する装置の一例について説明す
ると、本発明のパターン形成装置は、予め所定の開口パ
ターンが形成された印刷スクリーンを印刷基体の表面と
の間に所定の間隔を設けて配設し、印刷スキージの移動
によって印刷スクリーンを印刷基体に接触させると共に
印刷スクリーン上に供給されたペーストを、印刷スクリ
ーンの開口部を透過させて印刷基体の表面に塗布してペ
ーストパターンを形成するスクリーン印刷によるパター
ン形成装置であって、印刷スキージの後方に隣接させて
スクリーン離し板を並設すると共に、印刷スキージの移
動の終端部に印刷スクリーンを印刷基体表面に押し当て
る押し当て板を配設し、印刷スキージ、スクリーン離し
板及び押し当て板は、それぞれ独立に昇降可能であり、
印刷スキージ及びスクリーン離し板はさらに印刷スクリ
ーン面方向にも移動可能であり、ペーストパターンの形
成開始に当たっては、第１の移動によりこれら印刷スキ
ージ、スクリーン離し板及び押し当て板を共に降下して
印刷スクリーンを印刷基体の表面に押し当てることによ
って印刷スクリーンと印刷基体とを互いに接触させる手
段と、第２の移動により印刷スキージを印刷スクリーン
の一端から対向する他方の終端部まで移動させ、ペース
トを印刷スクリーンの開口部に充填すると共に、このペ
ーストを充填した状態を一定時間保持する手段と、一定
時間保持した後、スクリーン離し板を印刷スキージと同
一移動方向に移動させことによって印刷基体の表面から
印刷スクリーン面を順次離切して分離境界線スクリーン
離し板の進行方向に移動させる手段と、スクリーン離し
板が移動の終点に至った時点で、印刷スキージ、スクリ
ーン離し板及び押し当て板を印刷スクリーン面から上昇
させる手段とを有して成ることを特徴とする。

【００２６】（６）また、上記（１）、（２）もしくは
（４）の印刷基体の表面にペーストパターンを形成する
工程においては、印刷スキージが印刷スクリーンの一端
から移動開始し他方の終端部に到達する前の進行中の所
定時間間隔内に、後方のスクリーン離し板を移動開始さ
せ、これら印刷スキージ及びスクリーン離し板を印刷ス
クリーンに押し当てることにより両者間に位置する印刷
スクリーンを印刷基体に接触させながら共に移動させ、
印刷スキージが移動終端部に達したときには時間遅れで
移動開始したスクリーン離し板の到達を待機し、スクリ
ーン離し板の移動により印刷スクリーン面と印刷基体の
表面との分離境界線を移動終端方向に移動させるように
構成することもできる。

【００２７】（７）また、上記（３）もしくは（５）の
パターン形成装置においては、印刷スキージが印刷スク
リーンの一端部から移動開始し他端部に到達する前の所
定の時間間隔内に、後方のスクリーン離し板を移動開始
させる手段と、これら印刷スキージ及びスクリーン離し
板を印刷スクリーンに押し当てることにより印刷スクリ
ーンを印刷基体に接触させながら移動させる手段と、ス
クリーン離し板の移動により印刷スクリーン面と印刷基
体の表面との分離境界線を移動終端方向に移動させる手
段とを有する構成とすることもできる。

【００２８】また、ペーストは、目的とするパターンの
構成に応じて従来から使用されている種々のものが使用
可能であり、例えばセラミック基板に配線回路を形成す
る場合には、金、銀、銅等の導体粉末を分散した厚膜ペ
ーストが、また、例えばガラス繊維にエポキシ樹脂を含
浸させたガラスエポキシ基板やポリイミド樹脂フィルム
等の絶縁基板に配線回路が形成されたプリント配線基板
の表面を半田レジストで被覆する場合には半田レジスト
がペーストとして用いられる。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の代表的なペーストパター
ンの形成例は、ペーストを厚膜ペーストで構成すると共
に、印刷基体をセラミックで構成することである。すな
わち、コンピュータのメモリーボードとして使用される
多数の記憶素子を搭載したセラミック配線基板は、微細
な配線回路が形成されたグリーンシートを幾層も積層し
た積層体を焼成して形成されるものであるが、メモリー
ボードが大容量化するにしたがい極めて微細な配線回路
を確実に、しかも高い信頼性のもとにグリーンシート上
へ形成することが要求される。このような場合、本発明
によってグリーンシート上へ厚膜ペーストパターンを形
成すれば、本発明の効果を十分に発揮させることができ
る。

【００３０】また、プリント配線基板についても同様に
配線回路が高密度化されてきており、このような場合に
も半田レジストの微細なパターン形成に本発明の効果を
十分に発揮させることができる。

【００３１】

【実施例】以下、本発明の代表的な実施例を図面に基づ
いて説明する。 〈実施例１〉ここでは、０．５ｍｍピッチで５０μｍ
幅、１８０ｍｍ長さのパターンからなる厚膜Ｃｕペース
トの塗布膜を、２００ｍｍ角で０．２５ｍｍ厚さのセラ
ミックグリーンシート（印刷基体）１の表面に形成する
例について説明する。

【００３２】使用する印刷スクリーン３は、図５に示す
ものである。２５μｍ径のステンレスのメッシュワイヤ
１０ａが４５０ｍｍ角の枠４に接着され、メッシュには
予め上記の膜パターンが乳剤膜１１に開口部１２として
形成されている。乳剤膜のメッシュワイヤ上の厚さは５
μｍ、ワイヤ下の厚さは３０μｍである。

【００３３】ペーストパターン（塗布膜）の形成は図１
に示す方式で行った。以下、各製造工程の断面を模式的
に示した図１（ａ）〜図１（ｇ）にしたがって順次説明
する。

【００３４】図１（ａ）：セラミックグリーンシート１
を、シート表面とステージ２の外周面とを同一平面とす
るステージ２に吸引装着する。印刷スクリーン３をシー
ト１の面から２ｍｍの間隔で配設する。印刷スキージ６
とスクリーン離れ板７とを並設し、印刷スキージ６の前
面に厚膜Ｃｕペースト８を置く。

【００３５】なお、図２に本発明のペーストパターン形
成装置で用いるスクリーン離し板７の構成例を示す。図
２は、図１の側面から見た図であり、この実施例では図
２（ａ）に示した印刷スキージ６と同一構造のスクリー
ン離し板を用いた。また、図２（ｂ）は、ブリッジ形構
造のスクリーン離し板の例を示したものであり、両端で
ステージ２の外周面上の印刷スクリーン面を押さえて印
刷スクリーン面５を印刷基体（ここではセラミックグリ
ーンシート１）上に接触させ、スクリーン離し板７を印
刷基体上には接触しないように配慮したものである。い
ずれの構造でも実施可能であるが、図２（ｂ）のブリッ
ジ形構造のものは、印刷基体上の印刷スクリーン面５に
は接触しないので、汚れや傷を生じさせる恐れがないと
いう効果がある。

【００３６】図１（ｂ）：印刷スキージ６及びスクリー
ン離し板７をステージ２の外周面に当たるように同時に
下降させる。 図１（ｃ）：先ず、印刷スキージ６を移動速度１０ｍｍ
／秒で２００ｍｍの距離を移動させる。 図１（ｄ）：印刷スキージ６を移動の終端まで移動さ
せ、このスキージ６をスクリーン５面を介してステージ
２に接したまま保持する。

【００３７】図１（ｅ）：次いで、印刷スキージ６が移
動終端に到達した時点で、スクリーン離し板７を移動速
度１０ｍｍ／秒で移動させ、このスクリーン離し板の後
ろ側で、シート１面から印刷スクリーン面５を離す。こ
のようにして、印刷スクリーン面５と印刷基体（シー
ト）１との分離境界線をシートの一端から他の端へ順次
移動させる。

【００３８】図１（ｆ）：スクリーン離し板７を移動の
終端まで移動させる。 図１（ｇ）：印刷スキージ６及びスクリーン離し板７を
共に上昇させ、シート１及び印刷スクリーン３から離
す。これら一連の工程によってセラミックグリーンシー
ト上には、所望の膜厚の厚膜ペーストパターンが形成さ
れた。

【００３９】この例では図１（ｄ）工程に示すように、
印刷スクリーンの開口部に充填されたペーストがシート
表面に接した状態で約２０秒保持され、その後シート側
に転移することになる。

【００４０】以上により形成したペーストパターン（塗
布膜）の膜品質を表１に示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】ここで膜品質は塗布膜の膜厚で評価した。
シート面に塗布し、室内で４時間放置乾燥後の塗布膜の
表面粗さを測定した。メッシュ自体の開口部に相当する
部分では、膜厚が大きく、メッシュワイヤ下の部分では
膜厚が小さくなる。このメッシュワイヤ下部分の膜厚が
断線に関わるものである。このメッシュワイヤ下部分の
膜厚が最も薄くなる部分の厚さ（凹部厚さと呼ぶ）を１
００点測定し、その平均値とその最低値を求めた。重要
なのは最低値であり、この値が大きいほど好ましく良好
なパターンと云える。

【００４３】また、表中には比較の参考例として、図７
に示した従来の方式（従来例１）と図８に示した全面接
触・全面離しの従来方式（従来例２）による塗布膜の品
質をも示した。なお、それぞれの従来方式における印刷
スクリーン、印刷スキージの移動速度等の各方式独自の
印刷条件以外は本実施の形態と同一にした。

【００４４】表１より明らかなように、本実施例のもの
（最低値２３μｍ）は、従来例１（最低値６μｍ）に比
べて膜厚が大きくなり、従来例２（最低値２４μｍ）と
ほぼ同様な良好な膜質を得ることができた。ただし、従
来例２では、シート破れがあり、実用には不適であっ
た。

【００４５】なお、半導体記憶素子を搭載するセラミッ
ク配線基板は、このようにして得られたセラミックグリ
ーンシートを多数枚積層し焼成して製造される。

【００４６】〈実施例２〉ここでは、実施例１と同じラ
イン状の厚膜Ｃｕペースト印刷膜を図６に示す構成の印
刷スクリーン３を用い、図３に示す塗布膜の形成方式に
て２００ｍｍ角のセラミックグリーンシート１の上に形
成する例について説明する。

【００４７】図６（ａ）、図６（ｂ）に示したように、
印刷スクリーン３は、予め周知のリソグラフィ技術によ
りＮｉめっきのメタル箔１３にパターン開口１２を形成
し、これを２５μｍ径のステンレスメッシュワイヤ１０
ｂにＮｉめっき１４で接合し、さらに枠４に貼り付け、
中央部をくり抜いたポリエステルメッシュ１０ａに接着
したものである。パターン開口形成部分において、メタ
ル箔の厚さは３０μｍである。

【００４８】ペーストパターン（塗布膜）は、図３に示
す方法で形成した。以下、各製造工程の断面を模式的に
示した図３（ａ）〜図３（ｆ）にしたがって順次説明す
る。

【００４９】図３（ａ）：実施例１と同様にして、セラ
ミックグリーンシート１、印刷スクリーン３、印刷スキ
ージ６及びスクリーン離し板７並びにＣｕペースト８を
設置する。 図３（ｂ）：印刷スキージ６及びスクリーン離し板７を
ステージ２の外周面に当たるように共に下降させる。

【００５０】図３（ｃ）：先ず、印刷スキージ６を移動
速度５ｍｍ／秒で２００ｍｍの距離を移動させる。 図３（ｄ）：次いで、印刷スキージ６の移動開始後２０
秒で後方のスクリーン離し板７を移動速度５ｍｍ／秒で
移動させ、このスクリーン離し板７の後ろ側でシート１
面から印刷スクリーン面５を離す。このようにして、印
刷スクリーン面５と印刷基体（シート）１との分離境界
線をシートの一端から他の端へ順次移動させる。

【００５１】図３（ｅ）：印刷スキージ及びスクリーン
離し板をそれぞれの移動範囲の終端まで移動させる。 図３（ｆ）：印刷スキージ６及びスクリーン離し板７を
共に上昇させ、シート１及び印刷スクリーン３から離
す。これら一連の工程によってセラミックグリーンシー
ト上には、所望の膜厚の厚膜ペーストパターンが形成さ
れた。この例では、印刷スクリーンの開口部に充填され
たペーストがシートの表面に接した状態で２０秒保持さ
れ、その後シート側に転移することになる。

【００５２】以上により形成したペーストパターン（塗
布膜）の膜品質を表２に示す。

【００５３】

【表２】

【００５４】ここで膜品質の評価方法は、実施例１と同
様である。表２より明らかなように、本実施例（最低値
２６μｍ）では、従来例１（最低値６μｍ）に比べて膜
厚が大きくなり、従来例２（最低値２５μｍ）とほぼ同
様な良好な膜質を得ることができた。ただし、従来例２
では、シート破れがあり、実用には不適であった。

【００５５】〈実施例３〉ここでは、実施例１と同じラ
イン状の厚膜Ｃｕペースト印刷膜を図６に示す構成の印
刷スクリーン３を用い、図４に示すペーストパターン
（塗布膜）の形成方式にて２００ｍｍ角のセラミックグ
リーンシート１の上に形成する例について説明する。

【００５６】印刷スクリーン３は、実施例２と同じもの
を用いた。なお、ここではスクリーン離し板７として、
図２（ｂ）に示すブリッジ構造のものを用いた。このス
クリーン離し板７では、両端の凸部分が印刷スクリーン
にパターン開口部が設けられた領域の側面を接して移動
する。

【００５７】ペーストパターン（塗布膜）は、図４に示
す方法で形成した。以下、各製造工程の断面を模式的に
示した図４（ａ）〜図４（ｆ）にしたがって順次説明す
る。

【００５８】図４（ａ）：実施例１と同様に、セラミッ
クグリーンシート１、印刷スクリーン３の間に２ｍｍの
間隔を設け、印刷スキージ６とスクリーン離し板７及び
印刷スクリーンの押し当て板９並びにＣｕペースト８を
設置する。

【００５９】図４（ｂ）：印刷スキージ６とスクリーン
離し板７及び印刷スクリーンの押し当て板９をステージ
２の外周面に当たるように共に下降させる。これによ
り、スクリーン面５と印刷基体１とが接した状態とな
る。

【００６０】図４（ｃ）：先ず、印刷スキージ６を移動
速度５ｍｍ／秒で２００ｍｍの距離を移動させる。

【００６１】図４（ｄ）：印刷スキージ６の移動開始後
２０秒の時点で、スクリーン離し板７を５ｍｍ／秒で移
動させ、このスクリーン離し板７の後ろ側でシート１面
から印刷スクリーン面５を離す。このようにして、印刷
スクリーン面５と印刷基体（シート）１との分離境界線
をシートの一端から他端へ順次移動させる。

【００６２】図４（ｅ）：印刷スキージ６とスクリーン
離し板７とをそれぞれの移動範囲の終端まで移動させ
る。

【００６３】図４（ｆ）：印刷スキージ６とスクリーン
離し板７及び押し当て板９を共に上昇させ、シート１及
び印刷スクリーン３から離す。これら一連の工程によっ
てセラミックグリーンシート上には、所望の膜厚の厚膜
ペーストパターンが形成された。

【００６４】この例では印刷スクリーンの開口部に充填
されたペーストがシートの表面に接した状態で２０秒保
持され、その後、シート側に転移することになる。

【００６５】以上により形成したペーストパターン（塗
布膜）の膜品質を表３に示す。

【００６６】

【表３】

【００６７】ここで膜品質の評価方法は、実施例１と同
様である。表３より明らかなように、本実施例（最低値
２６μｍ）では、従来例１（最低値６μｍ）に比べて膜
厚が大きくなり、従来例２（最低値２５μｍ）とほぼ同
様な良好な膜質を得ることができた。ただし、従来例２
では、シート破れがあり、実用には不適であった。

【００６８】なお、上記実施例では、いずれもペースト
として配線回路等の導体を形成する厚膜ペーストを用い
てセラミックグリンシート上に配線パターンを形成する
例を示したが、その他、例えばペースト及び印刷基体の
種類を半田レジスト及びプリント配線基板とすれば、プ
リント配線基板上に微細パターンの半田レジストを被覆
することができるなど、広く一般のスクリーン印刷に適
用することができることは云うまでもない。

【００６９】

【発明の効果】以上詳述したように、微細な幅のペース
トパターンを印刷基体の表面に形成するに際し、パター
ン膜厚が部分的に薄くなるのを防止し、かつ、印刷基体
がシート状の脆いものであっても、印刷スクリーンを印
刷基体表面から離す時に、シート破れを生じさせずに高
信頼性で印刷できるパターン形成方法及びパターン形成
装置が実現できるようになった。すなわち、メッシュワ
イヤの存在に起因してペーストパターン（塗布膜）の表
面に凹凸が生ずるが、そのメッシュワイヤ下に相当する
部分の膜厚が大きくなり、かつ薄いセラミックグリーン
シートにおいてもシート破れを生じることが無くなると
いう効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例となるペーストパターン形成
工程を模式的に示した断面図。

【図２】本発明の一実施例となるスクリーン離し板の構
成図。

【図３】本発明の他の実施例となるペーストパターン形
成工程を模式的に示した断面図。

【図４】本発明の他の実施例となるペーストパターン形
成工程を模式的に示した断面図。

【図５】印刷スクリーンの構成例を示す断面図。

【図６】印刷スクリーンの他の構成例を示す断面図。

【図７】従来の印刷方式を示す工程を模式的に示した断
面図。

【図８】従来の異なる印刷方式を示す工程を模式的に示
した断面図。

【符号の説明】

１…印刷基体（セラミックグリーンシート） ２…印刷基体装着用ステージ ３…印刷スクリーン ４…印刷スクリーン枠 ５…スクリーン面 ６…印刷スキージ ７…スクリーン離し板 ８…厚膜ペースト ９…押し当て板 １０…メッシュワイヤ １０ａ…枠接着のメッシュワイヤ １０ｂ…ペースト遮蔽膜部のメッシュワイヤ １１…乳剤膜 １２…パターン開口部 １３…メタル箔 １４…メタル箔とメッシュワイヤの接合めっき膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 黒木 喬 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 小田島 均 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 平林 久明 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (72)発明者 筒井 義隆 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株式会社日立製作所生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−220989（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−91953（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−206894（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−153653（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−200974（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B41F 15/40 - 15/42 B41F 15/08 303 H05K 3/12 610 H05K 3/34 505

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】印刷基体上に所定間隔をおいて非接触状態
   で配設され、かつ予め所定の開口パターンが形成された
   印刷スクリーン上にペーストが供給され、印刷スキージ
   を移動することによって前記ペーストを、前記開口パタ
   ーンを有する印刷スクリーンの開口部を透過させ印刷基
   体の表面に塗布することによって前記印刷基体の表面に
   ペーストパターンを形成する工程を有するパターン形成
   方法であって、前記印刷基体の表面にペーストパターン
   を形成する工程を、前記印刷スキージを所定の印圧のも
   とに移動することによって印刷基体の表面に接した印刷
   スクリーンの開口部に前記ペーストを充填させると共
   に、このペーストを充填した状態を１０〜３０秒間保持
   した後、印刷基体の一方の端部側からその対向する他方
   の端部側に印刷スクリーンと印刷基体の表面との分離境
   界線を移動させることによって、印刷基体の表面から印
   刷スクリーン面を順次切離し、前記印刷スクリーンの開
   口部に充填したペーストを印刷基体の表面に塗布する工
   程で構成して成るスクリーン印刷によるパターン形成方
   法。
2. 【請求項２】印刷基体上に所定間隔をおいて非接触状態
   で配設され、かつ予め所定の開口パターンが形成された
   印刷スクリーン上にペーストが供給され、印刷スキージ
   を移動することによって前記ペーストを、前記開口パタ
   ーンを有する印刷スクリーンの開口部を透過させ印刷基
   体の表面に塗布することによって前記印刷基体の表面に
   ペーストパターンを形成する工程を有するパターン形成
   方法であって、前記印刷基体の表面にペーストパターン
   を形成する工程においては、印刷スキージの後方に所定
   の間隔をおいてスクリーン離し板を並設し、ペーストパ
   ターンの形成開始に当たっては、印刷スキージ及びスク
   リーン離し板を共に降下させ印刷スクリーンを印刷基体
   の表面に押し当てることによって互いに接触せしめ、印
   刷スキージを所定の印圧のもとに印刷基体の一端から他
   方の終端部まで移動させ、ペーストを印刷スクリーンの
   開口部に充填させると共に、このペーストを充填した状
   態を１０〜３０秒間保持した後、後方のスクリーン離し
   板を前記印刷スキージと同一移動方向に移動させること
   によって、印刷基体の表面から印刷スクリーン面を順次
   切離して分離境界線をスクリーン離し板の進行方向に移
   動させ、スクリーン離し板が移動の終点に至った時点
   で、印刷スキージ及びスクリーン離し板を印刷スクリー
   ン面から上昇させる構成として成るスクリーン印刷によ
   るパターン形成方法。
3. 【請求項３】印刷基体上に所定間隔をおいて非接触状態
   で配設され、かつ予め所定の開口パターンが形成された
   印刷スクリーン上にペーストが供給され、印刷スキージ
   を移動することによって前記ペーストを、前記開口パタ
   ーンを有する印刷スクリーンの開口部を透過させ印刷基
   体の表面に塗布することによって前記印刷基体の表面に
   ペーストパターンを形成する工程を有するパターン形成
   方法であって、前記印刷基体の表面にペーストパターン
   を形成する工程においては、印刷スキージの後方に所定
   の間隔をおいてスクリーン離し板を並設すると共に、印
   刷スキージの移動の終端部に印刷スクリーンを印刷基体
   表面に押し当てる押し当て板を配設し、ペーストパター
   ンの形成開始に当たっては、印刷スキージ、スクリーン
   離し板及び押し当て板を共に降下させ印刷スクリーンを
   印刷基体の表面に押し当てることによって互いに接触せ
   しめ、印刷スキージを所定の印圧のもとに印刷基体の一
   端から他方の終端部まで移動させ、ペーストを印刷スク
   リーンの開口部に充填させると共に、このペーストを充
   填した状態を１０〜３０秒間保持した後、後方のスクリ
   ーン離し板を前記印刷スキージと同一移動方向に移動さ
   せることによって、印刷基体の表面から印刷スクリーン
   面を順次切離して分離境界線をスクリーン離し板の進行
   方向に移動させ、スクリーン離し板が移動の終点に至っ
   た時点で、印刷スキージ、スクリーン離し板及び押し当
   て板を印刷スクリーン面から上昇させる構成として成る
   スクリーン印刷によるパターン形成方法。
4. 【請求項４】前記印刷基体の表面にペーストパターンを
   形成する工程において、印刷スキージが印刷スクリーン
   の一端から移動開始し他方の終端部に到達する前の進行
   中の所定時間間隔内に、後方のスクリーン離し板を移動
   開始させ、これら印刷スキージ及びスクリーン離し板を
   印刷スクリーンに押し当てることにより両者間に位置す
   る印刷スクリーンを印刷基体に接触させながら共に移動
   させ、印刷スキージが移動終端部に達したときには時間
   遅れで移動開始したスクリーン離し板の到達を待機し、
   スクリーン離し板の移動により印刷スクリーン面と印刷
   基体の表面との分離境界線を移動終端方向に移動させる
   ように構成して成る請求項１、２もしくは３記載のスク
   リーン印刷によるパターン形成方法。
5. 【請求項５】前記ペーストを厚膜ペーストで構成すると
   共に、印刷基体をセラミックで構成して成る請求項１、
   ２、３、もしくは４記載のスクリーン印刷によるパター
   ン形成方法。
6. 【請求項６】前記ペーストを半田レジストで構成すると
   共に、印刷基体をプリント配線基板で構成して成る請求
   項１、２、３、もしくは４記載のスクリーン印刷による
   パターン形成方法。
7. 【請求項７】グリーンシートを印刷基体とし、ペースト
   を厚膜ペーストとしてペーストパターンを形成する工程
   を有するプリント配線基板の製造方法において、前記ペ
   ーストパターンを形成する工程を請求項１、２、３、も
   しくは４記載のスクリーン印刷によるパターン形成方法
   により構成して成るプリント配線基板の製造方法。