JP3693421B2 - スクリーン版およびスクリーン印刷装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は異なるパターン印刷を可能とするスクリーン版、およびこのスクリーン版を用いたスクリーン印刷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子機器類の軽小化ないしコンパクト化を目的として、回路機構の小形化なども図られている。たとえば、表面実装用パッドを有する配線回路板面に、所要の電子部品を実装して成る実装回路装置（実装回路ユニット）が、各種の電子機器類で広く実用されている。
【０００３】
そして、このような配線回路板の比較的簡易な製造方法として、スクリーン印刷法があり、たとえばセラミック系配線回路板などで実施されている。たとえばセラミック系の絶縁性基板面に、所要の配線パターンを有するスクリーン版を位置決めし、導電性ペーストをスクリーン印刷し、乾燥・焼き付けることによって配線回路板を得ている。また、上記配線回路板に電子部品を搭載・配置し、実装回路装置を構成するとき、電子部品を電気的，機械的に接続するため、所要のパターンを有するスクリーン版を位置決めし、半田ペーストをスクリーン印刷している。
【０００４】
さらに、配線回路板の構成においては、回路の高密度化や高機能化の要求に対応し、配線パターン層の多層化，配線パターン層間のスルホール接続もしくはビア接続が行われている。そして、このような多層配線回路板を簡略な操作で製造する手段も開発されている（たとえば特開平 7-74466号公報）。すなわち、従来配線パターン層間の電気的な接続に当たって、穴明け加工，メッキ処理によるスルホールもしくはビアホール穴内壁面の導電体化などの接続工程が採られている。この煩雑な接続工程の代わりに、導電性バンプの先端部を層間絶縁体層の厚さ方向に貫挿させ、対向する配線パターン面へ対接もしくは圧接させ、電気的なビア接続を行う方式も提案されている。
【０００５】
図３ (a)〜 (b)は、ビア接続を導電性バンプによって形成する多層配線回路板の製造方法の実施態様例を模式的に示した断面図である。先ず、紙−フェノール樹脂基材から成る両面配線板１を内層コアとして用意し、この両面配線板１の配線パターン（もしくはビアランド）1a，1b面上に、たとえば導電性ペーストをスクリーン印刷し、乾燥して導電性バンプ2a，2bを形設する。
【０００６】
次いで、図３ (a)に断面的に示すように、絶縁性樹脂層３を介して電解銅箔４を前記両面配線板１の両主面側にそれぞれ積層配置してから、加圧・加熱して一体化する。この加圧・加熱一体化工程において、前記導電性バンプ2a，2bは、対向する絶縁性樹脂層３をそれぞれ先端部が貫挿し、塑性変形などを起こしながら銅箔４面に対接する一方、相互が一体化してビア接続部2a′，2b′が形成される。 その後、スクリーン印刷法もしくは写真法などによって、外層の銅箔４を所要の配線パターン4a，4bにパターニングし、図３ (b)に断面的に示すように、ビア接続型多層配線回路板を製造している。
【０００７】
上記のように、スクリーン印刷法は、配線回路板の製造工程で広く使用されており、実用上もいろいろの改善が進められている。たとえば、両面の配線パターが互いに異なる多面取り配線回路板に対する半田ペーストなどの印刷においては、表面用スクリーン版および裏面用スクリーン版が必要となる。ここで、２枚の専用スクリーン版を用意することは、コストアップを招来するだけでなく、保管・補修などの煩雑さが増加する。
【０００８】
このような問題に対して、スクリーン版面を２分化し、一方の領域を表面用パターンマスク、他方の領域を裏面用パターンマスクとして、被処理基板の裏返して所要のスクリーン印刷を行う手段が開発されている（たとえば特開平5-165220号公報，特開平6-210825号公報）。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記表裏兼用型スクリーン版の場合は、次のような不都合が認められる。すなわち、寸法，形状，外形などの精度が余り要求されない場合は特に問題視されないが、配線パターンの微細化や狭ピッチ化、ビア接続部などの微細化を伴う高密度配線回路板に対するスクリーン印刷では、スクリーン版の構造ないし使用形態の制約から、印刷精度の点で問題がある。
【００１０】
この点詳述すると、上記スクリーン版は、図４に要部構成を断面的に示すごとく、たとえば板状のスクリーン版本体５と、このスクリーン版本体５周縁部を一方の面を支持・架張するフレーム枠６とを有する構造を採っている。なお、図４において、5aはスクリーン版本体５に連接したステンシル、5bはスクリーン版本体５の開口穴である。ところで、このスクリーン版の構造では、いわゆるスキージを一定の方向に進退させ、たとえば配線回路板の配線パターン形成面に、所要の半田ペーストもしくは導電性ペーストをスクリーン印刷した場合、スキージの進退に対応するテンションが十分でなく、微細なパターン印刷の寸法精度などが劣る傾向がある。
【００１１】
一方、配線パターンもしくはビア接続パターンを非対称に、印刷形成したいこともしばしばある。すなわち、多層配線回路板の製造において、たとえばコア基板両面の配線パターン、あるいは層間接続用のビアが非対称に形成される場合もあり、このときはスクリーン版を反転（裏返）してスクリーン印刷している。そして、このスクリーン版の反転使用の場合も、スキージの進退に対応するテンションが十分でなく、微細なパターン印刷の寸法精度などが劣るという問題がある。 この点について、本発明者は検討を進めた結果、フレーム枠６に対するスクリーン版本体５の支持・架張に起因することを実験的に確認した。すなわち、フレーム枠６に対し、 (a)スクリーン版本体５周縁部に延設したステンシル5aを介して支持・架張していること、 (b)この支持・架張がスクリーン版本体５の一方の面側のみで行われていることで、スキージの進退に対応した十分なテンションを呈することができず、またスクリーン版本体５の上下面におけるテンションが不均一化し易いことに起因する。
【００１２】
本発明は知見に基づいてなされたもので、両面の印刷パターンが異なる場合でも、一つのスクリーン版で精度の高い異なる印刷パターンを印刷できるスクリーン版、およびそのスクリーン版を使用したスクリーン印刷装置の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、板状のスクリーン版本体と、前記スクリーン版本体の周縁部を支持するクランプ機構とを具備したスクリーン版において、前記クランプ機構は、前記スクリーン版本体のスキージ移動方向にある対向する縁部をそれぞれ両面から対称的に挟着し、前記スクリーン版本体には、前記クランプ機構を介してスキージ移動方向に一定のテンションが加えられることを特徴とする表裏兼用型スクリーン版である。
【００１４】
すなわち、本発明のスクリーン版は、スクリーン版本体が板状であり、かつこのスクリーン版本体の周縁部両面が両面対称的にクランプ機構で挟着，架張支持された構成を採っている点で特徴付けられる。
【００１５】
請求項２の発明は、被処理体を載置するステージ本体と、前記ステージ本体の被処理体載置面に対向して配置され一定の方向に進退可能に装着された請求項１記載の表裏兼用型スクリーン版と、前記スクリーン版の進退方向に対して反対方向に移動可能に装着されたスキージと、前記スキージに所要の押圧を加える加圧機構とを具備して成ることを特徴とするスクリーン印刷装置である。
【００１６】
請求項１の発明に係るスクリーン版では、スクリーン版本体の周縁部両面が両面対称的にクランプ機構で挟着，架張支持されているため、表裏面（上下面）を位置替えして、所要の押圧を加えたスキージを移動させた場合でも、常時、一定のテンションが加わることになる。つまり、表裏面（上下面）を位置替えしたとき、いずれの場合であっても、一定のテンションが保持されることに伴って、印刷パターンは一定の位置，寸法，形状が確保されるので、容易に、かつ確実に高精度の印刷が可能となる。
【００１７】
請求項２の発明に係るスクリーン印刷装置では、上記のような作用を呈するスクリーン版を装着・具備したことによって、高精度な位置，寸法，形状に印刷できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下図１および図２を参照して実施例を説明する。
【００１９】
図１は、本発明に係るスクリーン版の要部構成例を断面的に示したものである。図１において、７は板状のスクリーン版本体、８は前記スクリーン版本体７の周縁部を支持するクランプ機構であり、前記クランプ機構８はスクリーン版本体７両面を対称的に挟着，架張支持する構成を採っている。
【００２０】
すなわち、本実施例のスクリーン版９は、所要のパターンに対応する開口部7aを有する厚さ 0.1〜 0.5mm程度のステンレス鋼板製のスクリーン版本体７と、このスクリーン版本体７の周縁部を両面対称的に挟着，架張支持し、外方向へのテンションを与えるクランプ機構８とで構成されている。ここで、クランプ機構８は一対の挟着片8a，8bを備えており、この挟着片8a，8bスクリーン版本体７の周縁部両面側を挟着して支持する。
【００２１】
上記構造のスクリーン版は、一定の基材両面に正常，反転の使い分けでスクリーン印刷することにより、たとえば前記図３に図示したコア基板１の場合のように、１個のスクリーン版で、両面非対称な配線パターン1a，1b、あるいは導体バンプ2a，2bをそれぞれ印刷形成できる。しかも、前記スクリーン印刷においては、スクリーン版本体７の上下面が対称的な構成に基づいて、クランプ機構８を介したテンションも全周縁部に亘って一様性を採るので、いずれの場合も高い位置精度なども容易に保持され、位置，寸法，形状など高精度の配線パターンや導体バンプを印刷することができる。
【００２２】
たとえば、前記スクリーン版本体７の厚さ 0.3mm，開口部7aの直径 0.3mmとし、かつこれを反転使い分けして、コア基板両面の配線パターン同一面に、それぞれ導電性ペーストのスクリーン印刷，乾燥の工程を３回繰り返して非対称に導体バンプを形成したとき、両面の導体バンプは高さ 0.2mm，底面径 0.3mmの円錐形で、いずれも位置，形状，寸法などの精度は良好であった。
【００２３】
図２は、本発明に係るスクリーン印刷装置の概略構成例を一部断面的に示したもので、基本的な構成は従来のスクリーン印刷装置の場合と同様なので、図示，説明の一部を省略している。図２において、10は被処理体11を載置すステージ本体、９は前記ステージ本体10の被処理体載置面に対向して配置され一定の方向に進退可能に装着されたスクリーン版である。ここで、ステージ本体10は、図示を省略した駆動機構によって、Ｘ，Ｙ，θ方向に任意に移動でき、また、被処理体載置面を主としてステージ本体10の傾斜，水平を調整できる構造と成っている。さらに、スクリーン版９はクランプ機構８を介して図示を省略した駆動系本体によって、所定のテンションを与えられながら、一定の方向に進退する構造と成っている。12は前記スクリーン版９が進退する方向に対して反対方向に移動可能に装着されたスキージ、13は前記スキージに所要の押圧を加える加圧機構であり、これらも図示を省略した駆動機構によって、所要の移動，押圧力が付与される。
【００２４】
そして、このスクリーン印刷装置は、常套的に動作，作用して所要のスクリーン印刷を行うが、スクリーン版９について全体的にほぼ一様なテンションが加わった状態を常に採るため、位置，寸法，形状など高精度の配線パターンや導体バンプを印刷することができる。
【００２５】
なお、本発明は、前記実施例に限定されるものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲内でいろいろの態様で実施し得る。
【００２６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、スクリーン版の表裏面（上下面）を位置替えして、所要のスクリーン印刷を行った場合でも、常時、一定のテンションが全体的に加わるので、所定の位置，寸法，形状に高精度の印刷が確保されることになり、配線回路基板などの低コスト，多品種生産などに大きく寄与するといえる。
【００２７】
請求項２の発明によれば、上記作用，効果を呈するスクリーン版の装着・具備に基づいて、位置，寸法，形状などの高精度な印刷が可能となり、配線回路基板などの低コスト，多品種生産などに大きく寄与するといえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るスクリーン版の要部構成例を示す断面図。
【図２】本発明に係るスクリーン印刷装置の概略構成例を示す一部断面図。
【図３】は多層配線回路板の製造方法の実施態様例を示すもので、 (a)は各素材を位置決め積層する状態を示す断面図、 (b)は加圧一体化した後に外層パターニングした状態を示す断面図。
【図４】従来のスクリーン版の要部構成例を示す断面図。
【符号の説明】
１……コア基板
1a，1b……配線パターン
2a，2b……導体バンプ
2a′，2b′……ビア接続部
３……絶縁性樹脂層
４……銅箔
５，７……板状のスクリーン版本体
5a……ステンシル
5b，7a……開口部
６……フレーム枠
８……クランプ機構
8a，8b……挟着片
９……スクリーン版
10……ステージ
11……被処理体
12……スキージ
13……押圧機構

Claims (2)

1. 板状のスクリーン版本体と、
   前記スクリーン版本体の周縁部を支持するクランプ機構とを具備したスクリーン版において、
   前記クランプ機構は、前記スクリーン版本体のスキージ移動方向にある対向する縁部をそれぞれ両面から対称的に挟着し、前記スクリーン版本体には、前記クランプ機構を介してスキージ移動方向に一定のテンションが加えられることを特徴とする表裏兼用型スクリーン版。
2. 被処理体を載置するステージ本体と、
   前記ステージ本体の被処理体載置面に対向して配置され一定の方向に進退可能に装着された請求項１記載の表裏兼用型スクリーン版と、
   前記スクリーン版の進退方向に対して反対方向に移動可能に装着されたスキージと、
   前記スキージに所要の押圧を加える加圧機構とを具備して成ることを特徴とするスクリーン印刷装置。

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