JP4674536B2 - スクリーン印刷方法 - Google Patents

Description

本発明は、パターン孔が形成されたマスクに位置合わせされた被印刷体の表面にペーストをパターン印刷するスクリーン印刷方法に関するものである。

ペースト状にした導電性材料（導電性ペースト、以下、単にペーストという。）をマスクに形成されたパターン孔に滞留させて被印刷体の表面にパターン印刷するスクリーン印刷において、印刷後にマスクと被印刷体の版離れを行う際にペーストがパターン孔に残留してしまい、被印刷体の表面にパターン印刷されたペースト量に不足が生じて印刷不良の原因となることがある。従来、パターン孔からのペーストの抜けを良くするために、マスクと被印刷体とを微速度で版離れさせる方法（特許文献１及び特許文献２参照）や、マスクの一端を他端に対して上方に移動させてマスクの被印刷体に対する版離れ角を一定に保ちながら版離れを行う方法（特許文献３参照）が提案されている。
特開平５−１８５５８０号公報 特開平８−２４４２０３号公報 特開平９−３１４８０２号公報

しかしながら、特許文献１及び特許文献２に開示された版離れ方法によれば、ペーストの粘着力によりマスクには被印刷体の下降に追随して下方に撓みが発生し、被印刷体の端部から版離れが始まって最後に中央部が版離れするようになるため、マスクに働く上方への弾性復元力により被印刷体の中央部において瞬間的に高速度の版離れが生じてしまいペーストの抜けが悪くなって印刷不良となり易いという問題がある。また、特許文献３に開示された版離れ方法によれば、マスク側に移動機構を付加する必要が生じるとともに剛性が高く変形しにくいメタルマスクを使用する印刷装置においては適用できないという問題がある。

そこで本発明は、マスクの品種に関わりなくパターン印刷後の版離れ性を向上させて印刷不良の発生を抑制することができるスクリーン印刷方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、被印刷体の裏面を吸引する吸引手段と、前記吸引手段により吸引された前記被印刷体を保持する保持手段と、前記被印刷体の裏面において前記吸引手段が吸引する領域を変更する吸引領域変更手段とを備え、所定のパターン孔が形成されたマスクに位置合わせされた前記被印刷体の表面にペーストをパターン印刷するスクリーン印刷装置におけるスクリーン印刷方法であって、前記吸引手段により前記被印刷体の裏面全体を吸引して前記保持手段に保持する工程と、前記保持手段に保持された前記被印刷体の表面を前記マスクの裏面に当接させる工程と、前記被印刷体の表面にパターン印刷を行う工程と、前記被印刷体を前記マスクから離反させる工程とを含み、前記被印刷体を前記マスクから離反させる工程において、前記吸引手段により吸引する領域を前記被印刷体の裏面の一端部に変更する工程を含む。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記被印刷体の裏面の一端部が、前記被印刷体の搬送方向における一端部である。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記被印刷体の裏面の一端部が、前記被印刷体の搬送方向と直交する方向における一端部である。

本発明によれば、被印刷体の一端側から他端側に向けて徐々にマスクと離反させることにより被印刷体とマスクの版離れ性が向上して印刷不良の発生が抑制される。

本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の正面図、図２（ａ）は本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の吸引手段を示す平面図、図２（ｂ）、（ｃ）は本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の吸引手段を示す側面図、図３は本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の制御系の構成図、図４は本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の印刷動作を示すフローチャート、図５は本発明の一実施の形態におけるマスクと被印刷体の版離れの様子を示す説明図、図６は本発明の一実施の形態におけるマスクと被印刷体の版離れの様子を示す説明図である。

まず、スクリーン印刷装置の全体構成について説明する。図１において、スクリーン印刷装置１は、所定のパターン孔２ａが形成されたマスク２に位置合わせされた被印刷体３の表面にペーストをパターン印刷する装置である。スクリーン印刷装置１は、被印刷体３を保持する保持手段４と、保持手段４を昇降させて被印刷体３の表面をマスク２の裏面に接離させる昇降手段５と、マスク２を裏面から支持するマスク支持手段６と、マスク支持手段６を昇降させてマスク支持手段６をマスク２の裏面に接離させる昇降手段７と、保持手段４をマスク２に対して相対的に水平移動させて被印刷体３とマスク２の位置合わせを行う移動手段８と、ペーストをマスク２の表面に塗り拡げて被印刷体３の表面にパターン印刷するスキージユニット９から構成されている。マスク支持手段６は被印刷体３を側方からクランプするクランプ部と兼用しても良い。

図１において、移動手段８は、Ｘテーブル８ａとＹテーブル８ｂとθテーブル８ｃを積層して構成されている。昇降手段７は、θテーブル８ｃの上部に配設された平面視矩形のテーブル１０に設けられており、テーブル９の四隅に配設された送り方向が鉛直方向である４本のボールねじ７ａと、この４本のボールねじ７ａと四隅で螺合した状態で水平に支持されたテーブル７ｂから構成されている。４本のボールねじ７ａにはタイミングベルト１１が調帯されており、各ボールねじ７ａの回転を同期させている。各ボールねじ７ａの回転によりテーブル７ｂは水平を保った状態で昇降するようになっている。テーブル７ｂの上方にはマスク支持手段６が配設されており、テーブル７ｂの昇降動作に伴ってマスク
支持手段６も昇降してマスク２の裏面に接離するようになっている（図１では、テーブル７ｂが上昇してマスク支持手段６がマスク２の裏面に当接している状態を示している。）。

図１において、昇降手段５は、テーブル７ｂの上部に配設された送り方向が鉛直方向である４本のボールねじ５ａと、この４本のボールねじ５ａと四隅で螺合した状態で水平に支持されたテーブル５ｂから構成されている。４本のボールねじ５ａにはタイミングベルト１２が調帯されており、各ボールねじ５ａの回転を同期させている。各ボールねじ５ａの回転によりテーブル５ｂは水平を保った状態で昇降するようになっている。テーブル５ｂの上部には保持手段４が配設されており、テーブル５ｂの昇降動作に伴って保持手段４も昇降するようになっている。保持手段４の上部には、スクリーン印刷装置１に搬入された被印刷体３が保持されており、テーブル５ｂの昇降動作により被印刷体３の表面がマスク２の裏面に接離するようになっている（図１では、テーブル５ｂが下降して被印刷体３の表面がマスク２の裏面から離反している状態を示している。）。

図１において、スキージユニット９は、スキージ９ａと、スキージ９ａを昇降させる昇降手段９ｂから構成されている。スキージユニット９は、被印刷体３の表面にペーストをパターン印刷する機能を有しており、マスク２の裏面に被印刷体３の表面が当接した状態においてスキージ９ａを下降させてマスク２の表面に当接させた状態で水平方向に移動させることにより、マスク２の表面にペーストを塗り拡げてパターン孔２ａにペーストを滞留させ、被印刷体３をマスク２から離反させると被印刷体３の表面にパターン孔２ａに対応したパターンでペーストが印刷された状態となる。また、スキージユニットは、ユニット内部にペーストを貯留して密閉した密閉型スキージとして構成することもできる。

次に、保持手段４について説明する。図２（ｂ）において、保持手段４は昇降手段５のテーブル５ｂの上部に配設されている。保持手段４は、中空の函体である保持部２０により構成されており、函体の内部は独立した２つの空間に仕切られている。一方の空間２０ａは、保持部２０の被印刷体３の搬送方向における一端寄りに形成されており、他方の空間２０ｂはそれ以外の部分を占有して形成されている。空間２０ａ及び空間２０ｂはそれぞれバルブ２１ａ、２１ｂを介して真空ポンプ２２と接続されており、バルブ２１ａ、２１ｂの開閉により空間２０ａ、２０ｂ内を吸引状態又は非吸引状態に保つことができるようになっている。

図２（ａ）において、保持部２０の上面には、函体の内側から外側に連通する孔２３ａ、２３ｂが略全面に複数形成されており、保持部２０の上面は、空間２０ａと連通する孔２３ａが形成された領域２４ａと空間２０ｂと連通する孔２３ｂが形成された領域２４ｂとに区画されている。

図２（ｂ）に示すように、保持部２０の上面に被印刷体３を載置した状態で真空ポンプ２２を作動させて両バルブ２１ａ、２１ｂを開放すると、空間２０ａ及び空間２０ｂ内が共に吸引状態となり被印刷体３の裏面全体が保持部２０の上面の領域２４ａ及び２４ｂに吸着される。一方、図２（ｃ）に示すように、保持部２０の上面に被印刷体３を載置した状態で真空ポンプ２２を作動させて空間２０ｂ側のバルブ２１ｂを閉鎖し空間２０ａ側のバルブ２１ａを開放すると、空間２０ａ内のみが吸引状態となり、被印刷体３の一端部３ａの裏面が保持部２０の上面の領域２４ａに吸着される。このように、真空ポンプ２２は、被印刷体３の裏面を吸引する吸引手段となっており、保持部２０の函体の内部に仕切られた空間２０ａ、２０ｂは、被印刷体３の裏面において真空ポンプ２２により吸引する領域を変更する吸引領域変更手段となっている。

真空ポンプ２２により吸引する領域の変更は、印刷後のマスク２と被印刷体３の版離れ
の際に行われる。すなわち、図２（ｂ）において、被印刷体３の裏面全体を吸引して保持部２０に保持した状態で被印刷体３の表面とマスク２の裏面を当接させて印刷を行った後に、吸引領域を被印刷体３の一端部３ａの裏面のみに変更して版離れを行う。版離れはテーブル５ｂを下降させることにより行い、図２（ｃ）に示すように、被印刷体３の一端部３ａのみが保持部２０に吸着した状態で下降し、ペーストの粘着力によりマスク２の裏面に貼着した被印刷体３が一端部３ａ側から他端部３ｂ側に向けて徐々にマスク２から離反する。

次に、スクリーン印刷装置１の制御系の構成について説明する。図３において、保持手段４、昇降手段５、昇降手段７、移動手段８、スキージユニット９、バルブ２１ａ、２１ｂ、真空ポンプ２２は、制御部４０との間で通信可能になっており、記憶部４１に記憶された制御プログラムに基づいて制御部４０から送信される制御指令を受けて所定の動作を実行するようになっている。記憶部４１には、被印刷体３に関するデータが記憶されており、被印刷体３の品種に対応した印刷動作を実行する制御プログラムが設定されている。これらのデータや制御プログラムは操作・入力部４２により記憶部４１に入力することができるようになっており、さらに操作・入力部４２によりスクリーン印刷装置１における各動作をマニュアルで操作できるようになっている。

次に、スクリーン印刷装置１における印刷動作について説明する。図４において、まず、スクリーン印刷装置１に搬入された被印刷体３を保持部２０の上面に吸着して保持する（ＳＴ１）。このとき、バルブ２１ａ、２１ｂを開放し、被印刷体３の裏面全体を真空ポンプ２２により吸引することにより、被印刷体３が保持部２０に対してずれ等を生じることなく安定して保持される。

次に、保持部２０を上昇させて被印刷体３の表面をマスク２の裏面に当接させる（ＳＴ２）。次に、スキージユニット９を被印刷体３の搬送方向と直交する方向に移動させてマスク２の表面にペーストを塗り拡げ、パターン孔２ａにペーストを滞留させることによりパターン印刷を行う（ＳＴ３）。パターン印刷が終了すると、真空ポンプ２２が被印刷体３を吸引する領域を被印刷体３の裏面の一端部３ａのみに変更し（ＳＴ４）、保持部２０を下降させて被印刷体３をマスク２から離反させる（ＳＴ５）。吸引される領域を被印刷体３の一端部３ａのみに変更すると、図５に示すように、保持部２０の下降により被印刷体３の一端部３ａ側から他端部３ｂ側に向けて徐々にマスク２と離反するので、パターン孔２ａに滞留したペーストＰの抜けが円滑になり、パターン孔２ａに残留するペーストＰの量が低減する。これにより、被印刷体３の表面にパターン印刷されるペースト量に不足が生じることがなくなり印刷不良の発生が抑制されて印刷品質が向上する。なお、被印刷体３の版離れに際しては、マスク支持手段６上に位置するマスク２の表面にスキージ９ａを当接させ、マスク２をスクージ９ａとマスク支持手段６により挟持して確実に保持することで、より良好な版離れを実現することができる。

なお、図６に示すように、被印刷体３との版離れの際に、マスク支持手段６に支持されたマスク２には、被印刷体３の搬送方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に下凸の撓みが生じるので、被印刷体３はＹ方向における両端側から中心に向けて徐々にマスク２と離反するようになりＹ方向における版離れ性は良い。従って、上述したように、被印刷体３の搬送方向（Ｘ方向）における一端部３ａ他端部３ｂに向けて徐々にマスク２と離反させることによりＸ方向における版離れ性が良くなるようにしている。これにより、被印刷体３の全面においてマスク２からの版離れ性が良好になって印刷品質を更に向上させることができる。

本発明の実施の形態においては、被印刷体３の保持手段４を構成する保持部２０の一方の空間２０ａは、保持部２０の被印刷体３の搬送方向（Ｘ方向）における一端寄りに形成
されているが、被印刷体３の搬送方向と直交する方向に形成してもよい。この場合においても被印刷体３の一端側から他端側に向けて徐々にマスク２と離反するので、パターン孔２ａに滞留したペーストＰの抜けが円滑になり、パターン孔２ａに残留するペーストＰの量が低減する。これにより、被印刷体３の表面にパターン印刷されるペースト量に不足が生じることがなくなり印刷不良の発生が抑制されて印刷品質が向上する。

本発明のスクリーン印刷方法によれば、被印刷体の一端側から他端側に向けて徐々にマスクと離反させることにより被印刷体とマスクの版離れ性が向上して印刷不良の発生が抑制されるという利点を有し、パターン孔が形成されたマスクに位置合わせされた被印刷体の表面にペーストをパターン印刷するスクリーン印刷分野において有用である。

本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の正面図 （ａ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の吸引手段を示す平面図（ｂ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の吸引手段を示す側面図（ｃ）本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の吸引手段を示す側面図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の制御系の構成図 本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置の印刷動作を示すフローチャート 本発明の一実施の形態におけるマスクと被印刷体の版離れの様子を示す説明図 本発明の一実施の形態におけるマスクと被印刷体の版離れの様子を示す説明図

符号の説明

２ マスク
２ａ パターン孔
３ 被印刷体
４ 保持手段
５ 昇降手段
２０ａ、２０ｂ 空間（吸引領域変更手段）
２１ａ、２１ｂ バルブ
２２ 真空ポンプ（吸引手段）
Ｐ ペースト

Claims (3)

1. 被印刷体の裏面を吸引する吸引手段と、前記吸引手段により吸引された前記被印刷体を保持する保持手段と、前記被印刷体の裏面において前記吸引手段が吸引する領域を変更する吸引領域変更手段とを備え、所定のパターン孔が形成されたマスクに位置合わせされた前記被印刷体の表面にペーストをパターン印刷するスクリーン印刷装置におけるスクリーン印刷方法であって、
   前記吸引手段により前記被印刷体の裏面全体を吸引して前記保持手段に保持する工程と、前記保持手段に保持された前記被印刷体の表面を前記マスクの裏面に当接させる工程と、前記被印刷体の表面にパターン印刷を行う工程と、前記被印刷体を前記マスクから離反させる工程とを含み、
   前記被印刷体を前記マスクから離反させる工程において、前記吸引手段により吸引する領域を前記被印刷体の裏面の一端部に変更する工程を含むことを特徴とするスクリーン印刷方法。
2. 前記被印刷体の裏面の一端部が、前記被印刷体の搬送方向における一端部であることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷方法。
3. 前記被印刷体の裏面の一端部が、前記被印刷体の搬送方向と直交する方向における一端部であることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷方法。

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