JP4533103B2 - スクリーン印刷方法 - Google Patents

Description

本発明はスクリーン印刷方法に関し、更に詳細にはスクリーン印刷機のテーブル上に載置された配線基板の配線パターンが形成された基板面に、パターンとしての所定形状の開口部が形成されたマスクプレートを被着して印刷剤をスクリーン印刷するスクリーン印刷方法に関する。

配線基板の配線パターンが形成された基板面の所定領域に、ソルダ−レジストやクリームはんだ等の印刷剤を塗布することがある。
この様に、配線基板の所定領域に印刷剤を塗布する際には、スクリーン印刷機が使用されている。
かかるスクリーン印刷機としては、例えば下記特許文献１に提案されているスクリーン印刷機を用いることができる。
このスクリーン印刷機を図３に示す。図３に示すスクリーン印刷機では、Ｙ軸テーブル１２、Ｘ軸テーブル１４、θ軸テーブル１６及びＺ軸テーブル１８が積層されて成る位置決め部１０上に保持部２０が設けられている。かかる保持部２０上には、配線パターンが形成された基板面を上面となるように配線基板２２が載置され、クランパ２０ａによって保持されている。

この配線基板２２上には、昇降可能に設けられた枠体２４によって保持されたマスクプレート２６が位置している。マスクプレート２６には、配線基板２２の基板面の所定領域に印刷剤が塗布されるように、パターンとしての所定形状の開口部が形成されている。
かかるマスクプレート２６の上方には、配線基板２２の基板面に下面が被着されたマスクプレート２６の上面に印刷剤を塗布するスキージ２８ａ，２８ｂが昇降可能に設けられている。
更に、マスクプレート２６の上方には、配線基板２２の基板面の向きや配線パターンを撮像するカメラ３０も設けられている。

また、図３に示すスクリーン印刷機には、位置決め部１０の側方に、マスクプレート２６の下面をクリーニングするクリーニングテープ４０を具備するクリーニングユニット３４が設けられている。このクリーニングユニット３４は、マスクプレート２６に平行に設けられたレール３２上を移動可能である。マスクプレート２６の配線基板面側のクリーニングは、クリーニングテープ４０をマスクプレート２６の配線基板面側に当接させつつ、供給リール３６から引取リール３８の方向に走行させて行う。
特開２００４−１２２６１３号公報（図２）

ところで、図３に示すスクリーン印刷機を用いてスクリーン印刷を施す配線基板２２の基板面は、図４（ａ）に示す様に、配線パターン２２ａ，２２ａ・・によって凹凸面に形成されている。
かかる凹凸面に形成された配線基板２２に、図３に示すスクリーン印刷機を用いてスクリーン印刷を施す際には、図４（ｂ）に示す様に、配線基板２２の基板面にマスクプレート２６を被着し、スキージ２８ａでマスクプレート２６を押圧しつつ、印刷剤４２を塗布する。
この様に、マスクプレート２６は、スキージ２８ａの押圧力によって押圧されるものの、配線パターン２２ａの形状に倣って変形されない。このため、図４（ｂ）に示す如く、マスクプレート２６に形成したパターン２６ａとしての開口部の端縁近傍では、スクリーン印刷を施す印刷領域の境界近傍に位置する配線パターン２２ａの側方に空間部５０が形成される。

かかる空間部５０には、スキージ２８ａによって塗布される印刷剤が、パターン２６ａとしての開口部の端縁（以下、単にパターン２６ａの端縁と称することがある）から入り込み易い。このため、マスクプレート２６を配線基板２２の基板面から上昇させたとき、図４（ｃ）に示す如く、配線パターン２２ａの側方に印刷剤の滲み出し部４４ａが形成されると共に、マスクプレート２６の裏面にも、パターン２６ａの端縁から延びる滲み出し部４６ａが転写される。
かかる滲み出し部４４ａ，４６ａが生じた状態でスクリーン印刷が繰り返されると、図４（ｄ）に示す如く、マスクプレート２６の滲み出し部４６ａが拡大し、配線基板２２の印刷領域外に、マスクプレート２６の滲み出し部４６ａの転写に因る滲み出し部４４ａが発生する。この様に、配線基板２２の印刷領域外に滲み出し部４４ａが生じた配線基板２２は不合格品となる。
このため、図３に示すスクリーン印刷機では、スクリーン印刷が終了した配線基板２２の基板面をカメラ３０によって撮像し、滲み出し部４４ａが基準値に到達したとき、クリーニングユニット３４によりマスクプレート２６の配線基板面側にクリーニングを施す。

図３に示すクリーニングユニット３４によってマスクプレート２６の配線基板面側をクリーニングすることによって、滲み出し部４４ａは基準値以下とすることができる。
しかしながら、クリーニングユニット３４によるマスクプレート２６のクリーニングの際には、配線基板２２にスクリーン印刷を施すことができない。このため、かかるクリーニングを頻繁に行う場合には、配線基板２２の生産性を著しく低下されることになる。
そこで、本発明の課題は、マスクプレートの配線基板面側のクリーニング頻度を可及的に少なくし得るスクリーン印刷方法を提供することにある。

本発明者は、前記課題を解決すべく、スクリーン印刷を繰り返して実施し、基板面の滲み出し部が基準値に到達した配線基板についてチェックすると、大きな滲み出し部が形成された部分と、滲み出し部が実質的に形成されない部分とが存在することが判明した。
更に、配線基板に大きな滲み出し部が形成された部分について、マスクプレートに所定形状の開口部として形成したパターンと配線基板の配線パターンとの位置関係を検討したところ、印刷領域の境界近傍の配線パターンとマスクプレートのパターンとしての開口部の端縁との間に微小隙間が形成されていることを知った。
一方、配線基板に滲み出し部が実質的に形成されない部分では、印刷領域の境界近傍の配線パターン上にマスクプレートのパターンとしての開口部の端縁が位置していることを見出し、本発明に到達した。

すなわち、本発明は、スクリーン印刷機のテーブル上に載置された配線基板の配線パターンが形成された基板面に、パターンとしての所定形状の開口部が形成されたマスクプレートを被着して印刷剤をスクリーン印刷する際に、該配線基板として、スクリーン印刷を施す印刷領域の境界近傍に、前記配線パターンと同一高さで且つ上面が平坦面である帯状凸部を形成した配線基板を用い、前記帯状凸部上に、前記マスクプレートのパターンとしての開口部の端縁が位置するように、前記マスクプレートを配線基板の基板面に被着した後、前記マスクプレートを所定圧力で押圧しつつ、前記印刷剤をマスクプレート上に塗布することを特徴とするスクリーン印刷方法にある。
かかる本発明のおいて、帯状凸部を、帯状凸部を、配線パターンと同一高さであって、前記配線パターンとして利用されないダミーパターンとすることによって、帯状凸部を形成する工程等を増やすことを必要としないため好ましい。

また、本発明は、スクリーン印刷機のテーブル上に載置された配線基板の配線パターンが形成された基板面に、パターンとしての所定形状の開口部が形成されたマスクプレートを被着して印刷剤をスクリーン印刷する際に、該配線基板として、スクリーン印刷を施す印刷領域外に位置し、前記印刷領域の境界近傍に、前記印刷剤の滲み出しを防止するダム用凸部を形成した配線基板を用い、前記ダム用凸部よりも印刷領域側に、前記マスクプレートのパターンとしての開口部の端縁が位置するように、前記マスクプレートを配線基板の基板面に被着した後、前記マスクプレートを所定圧力で押圧しつつ、前記印刷剤をマスクプレート上に塗布することを特徴とするスクリーン印刷方法でもある。
かかる本発明においても、ダム用凸部を、前記配線パターンとして利用されないダミーパターンとすることによって、帯状凸部を形成する工程等を増やすことを要しないため好ましい。

配線基板の印刷領域外への印刷物の滲み出しは、マスクプレートの配線基板面側への印刷剤の滲み出しによって発生する。
つまり、配線基板の基板面にマスクプレートが被着されたとき、配線基板の印刷領域の境界近傍に位置する配線パターンとマスクプレートのパターンとしての開口部の端縁との間に微小隙間が形成されることがある。かかる微小間隙からは、スクリーン印刷の際のスキージ等による印圧によって印刷剤が配線パターンの側方にマスクプレートとの間に形成された空間部内に滲み出し、マスクプレートの配線基板面側に転写される。
このマスクプレートの配線基板面側に転写され印刷部の滲み出しは、次の配線基板の基板面にマスクプレートが被着された際に、配線基板の基板面に転写され、配線基板の基板面に印刷領域を越える滲み出しが形成される。
かかる印刷剤の滲み出し及び転写が繰り返されると、その領域が次第に拡大され、印刷剤が付着することが予定されていない領域に至る。

この点、本発明では、スクリーン印刷を施す印刷領域の境界近傍に、配線パターンと同一高さで且つ上面が平坦面である帯状凸部を形成した配線基板を用い、この帯状凸部上にマスクプレートのパターンとしての開口部の端縁が位置するように、マスクプレートを配線基板の基板面に被着することにより、印刷剤が滲み出す微小間隙の形成を防止している。
また、かかる帯状凸部を形成できない場合には、スクリーン印刷を施す印刷領域外に位置し、この印刷領域の境界近傍に、印刷剤の滲み出しを防止するダム用凸部を形成した配線基板を用い、ダム用凸部よりも印刷領域側に、マスクプレートのパターンとしての開口部の端縁が位置するように、マスクプレートを配線基板の基板面に被着することによって、印刷剤の滲み出す領域の拡大を防止できる。
このため、スクリーン印刷中にマスクプレートの配線基板面側に、パターンとしての開口部の端縁からの印刷剤の滲み出しを抑制でき、スクリーン印刷の途中にマスクプレートの配線基板面側にクリーニングを施す頻度を可及的に少なくできる結果、配線基板の生産性の向上を図ることができる。

本発明に係るスクリーン印刷方法の一例を図１に示す。図１に示す配線基板６０は、図３に示すスクリーン印刷機の保持部２０上に載置されており、その基板面には、配線パターン６０ａ，６０ａ・・が形成されている。
更に、かかる配線基板６０の基板面には、その印刷領域の境界近傍に、帯状凸部６０ｂが形成されている。この帯状凸部６０ｂは、配線パターン６０ａと同一高さで且つ上面が平坦面であり、配線パターン６０ａと同時に同一材料で形成できる。
かかる帯状凸部６０ｂの上面には、図１（ａ）に示す様に、配線基板６０の基板面にマスクプレート２６を被着したとき、そのパターン２６ａとしての開口部の端縁（以下、単にパターン２６ａの端縁と称することがある）が位置する。

図１（ａ）に示す状態の下で、スキージ２８ａによってマスクプレート２６を押圧しつつはんだペースト等の印刷剤４２を塗布すると、マスクプレート２６のパターン２６ａの端縁は、スキージ２８ａによる印圧によって配線基板６０の帯状凸部６０ｂの平坦面に押し付けられて密着する。このため、帯状凸部６０ｂの側方にマスクプレート２６との間に空間部６２が形成されていても、スキージ２８ａによる印圧によって空間部６２内に印刷剤が滲み出すことを防止できる。
このため、スクリーン印刷が終了し、マスクプレート２６を配線基板６０の基板面から剥離すると、図１（ｂ）に示す様に、マスクプレート２６を配線基板面には、配線基板６０の印刷領域に対応する部分のみに印刷剤が付着しているが、その印刷領域外の部分に印刷剤が付着することを防止できる。
この様に、配線基板面の印刷領域外の部分を覆っているマスクプレート２６に印刷剤が付着することを防止できるため、マスクプレート２６の配線基板面のクリーニング回数を著しく減少できる。例えば、図４（ａ）に示す配線基板２２では、１００枚の配線基板２２にスクリーン印刷を行ったとき、マスクプレート２６の配線基板面のクリーニングを必要とした。これに対し、図１（ａ）に示す配線基板６０では、１０００枚の配線基板６０にスクリーン印刷を行ったときでも、マスクプレート２６の配線基板面のクリーニングを行うことは必要なかった。

図１（ａ）に示す配線基板６０の帯状凸部６０ｂは、配線パターン６０ａと同様に形成できる。例えば、樹脂板の一面側に形成された銅箔にパターンニングを施すことによって、配線パターン６０ａ，６０ａ・・と帯状凸部６０ｂとを同時に形成できる。
かかる帯状凸部６０ｂとしては、最終製品では信号用の配線パターンとして利用されることのないダミーパターン、例えば電解めっきの際に用いる給電用の配線パターンとすることによって、帯状凸部６０ｂのみを形成する工程等を増やすことを必要としないため好ましい。
尚、帯状凸部６０ｂは、プリント基板やフレキシブル回路基板等の最終製品としての配線基板に含まれていてもよく、配線基板中に含まれないように切断等によって除去してもよい。

また、図１に示す帯状凸部６０ｂが形成できない場合、図２に示す様に、配線基板７０の基板面には、その印刷領域外に位置し、印刷領域の境界近傍に、ダム用凸部７０ｂを形成する。このダム用凸部７０ｂは、配線パターン７０ａと同一高さであり、配線パターン７０ａと同一材料で形成できる。
かかる配線基板７０の基板面にマスクプレート２６を被着した際に、図２（ａ）に示す様に、ダム用凸部７０ｂよりも印刷領域側に、マスクプレート２６の開口部としてのパターン２６ａの端縁が位置する。このパターン２６ａの端縁は、配線パターン７０ａの上面の端縁近傍に位置しているものの、配線パターン７０ａの上面に位置していない。
このため、パターン２６ａの端縁と配線パターン７０ａの上面の端縁との間に微小間隙が形成され、図２（ａ）に示す状態の下で、スキージ２８ａによってマスクプレート２６を押圧しつつ印刷剤４２を塗布すると、この微小間隙から配線パターン７０ａの側方の空間部内に印刷剤が滲み出す。
しかし、滲み出した印刷剤の滲み出し部４４ａは、ダム用凸部７０ｂによって拡大を防止できる。
このため、スクリーン印刷が終了し、マスクプレート２６を配線基板７０の基板面から剥離すると、図２（ｂ）に示す様に、マスクプレート２６を配線基板面には、配線基板７０の印刷領域に対応する部分よりも若干広い領域まで印刷剤が付着しているが、その印刷剤の付着領域は極めて少なく実質的に配線基板７０の印刷領域に対応する。

したがって、配線基板７０の印刷領域外の部分に印刷剤が付着することを防止でき、マスクプレート２６の配線基板面側のクリーニング回数を著しく減少できる。
図２（ａ）に示す配線基板７０のダム用凸部７０ｂは、配線パターン７０ａと同様に形成できる。例えば、樹脂板の一面側に形成された銅箔にパターンニングを施すことによって、配線パターン７０ａ，７０ａ・・とダム用凸部７０ｂとを同時に形成できる。
かかるダム用凸部７０ｂとしては、最終製品では信号用の配線パターンとして利用されることのないダミーパターン、例えば電解めっきの際に用いる給電用の配線パターンとすることによって、ダム用凸部７０ｂのみを形成する工程等を増やすことを必要としないため好ましい。
尚、ダム用凸部７０ｂは、プリント基板やフレキシブル回路基板等の最終製品としての配線基板に含まれていてもよく、配線基板中に含まれないように切断等によって除去してもよい。

本発明に係るスクリーン印刷方法の一例を説明するための説明図である。 本発明に係るスクリーン印刷方法の他の例を説明するための説明図である。 スクリーン印刷機の一例を説明する概略図である。 従来のスクリーン印刷方法を説明するための説明図である。

符号の説明

２６ マスクプレート
２６ａ パターン
２８ａ スキージ
３４ クリーニングユニット
４０ クリーニングテープ
４２ 印刷剤
６０ｂ 帯状凸部
６０ａ ，７０ａ 配線パターン
６０，７０ 配線基板
６２，７２ 空間部
７０ｂ ダム用凸部

Claims (4)

1. スクリーン印刷機のテーブル上に載置された配線基板の配線パターンが形成された基板面に、パターンとして所定形状の開口部が形成されたマスクプレートを被着して印刷剤をスクリーン印刷する際に、
   該配線基板として、スクリーン印刷を施す印刷領域の境界近傍に、前記配線パターンと同一高さで且つ上面が平坦面である帯状凸部を形成した配線基板を用い、
   前記帯状凸部上に、前記マスクプレートのパターンとしての開口部の端縁が位置するように、前記マスクプレートを配線基板の基板面に被着した後、
   前記マスクプレートを所定圧力で押圧しつつ、前記印刷剤をマスクプレート上に塗布することを特徴とするスクリーン印刷方法。
2. 帯状凸部を、配線パターンと同一高さであって、前記配線パターンとして利用されないダミーパターンとする請求項１記載のスクリーン印刷方法。
3. スクリーン印刷機のテーブル上に載置された配線基板の配線パターンが形成された基板面に、パターンとして所定形状の開口部が形成されたマスクプレートを被着して印刷剤をスクリーン印刷する際に、
   該配線基板として、スクリーン印刷を施す印刷領域外に位置し、前記印刷領域の境界近傍に、前記印刷剤の滲み出しを防止するダム用凸部を形成した配線基板を用い、
   前記ダム用凸部よりも印刷領域側に、前記マスクプレートのパターンとしての開口部の端縁が位置するように、前記マスクプレートを配線基板の基板面に被着した後、
   前記マスクプレートを所定圧力で押圧しつつ、前記印刷剤をマスクプレート上に塗布することを特徴とするスクリーン印刷方法。
4. ダム用凸部を、配線パターンと同一高さであって、前記配線パターンとして利用されないダミーパターンとする請求項３記載のスクリーン印刷方法。
   

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