JP5514764B2 - スクリーン印刷方法及びその装置 - Google Patents
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Description
平スキージで問題となっているアタック角度を安定化する方法として、実開平3−055230号公報(特許文献2)に記載されているように、ガラスエポキシ樹脂を支持体としたウレタン製ゴムからなるスキージが提案されている。このスキージは、基端部がホルダーに取り付けられる支持体と、該支持体の基端部と対向する先端部に該先端部を覆うように、一体に固着されたスキージ部とからなっている。上記支持体の材質は、弾性復元力を有するガラスエポキシ樹脂製とするとともに、その形状を平板状としている。
まず、前工程として、スキージ1の基となる構造物を作成する。
所定の寸法に加工された金型を用い、芯材102となるステンレスの角材をセットし、ウレタン樹脂101の原料となる溶液を金型に流し込む。適正な温度プロファイルで熱を加え、ウレタン樹脂101を硬化させる。温度が下がった段階で、金型からスキージ1を取り出すことにより、芯材102の周りにウレタン樹脂101が形成されたスキージ1の構造物を作製した。このようにして、硬度が80度以上のウレタン樹脂101を形成する。一例として、スキージ先端を所定の形状(円弧状の凹形状部8)になるように、スキージ研磨機で加工を施す。予備のため、スキージ先端への所定の形状(円弧状の凹形状部8)の研磨は、スキージ1の対角にも形成する場合がある。
炭化水素の膜は、プラズマ処理により行う。まず、前工程にて作製したスキージ1に、マスキングを行い、炭化水素の膜を成膜する箇所のみを露出させる。
まず、図示していない搬送手段により被印刷物6を搬送して被印刷物支持テーブル23上に載置し(S201)、チャック部232で被印刷物6を被印刷物支持テーブル23上に固定して保持する。次に、テーブル駆動部32で上下駆動部233を駆動してテーブル231を上昇させ(S202)、被印刷物6を印刷マスク部110のメタルマスク11に密着させる。次にエアシリンダ駆動部31でエアシリンダ24Lを駆動してスキージヘッド15Lを下降させ(S203)、スキージ1Lをメタルマスク11に密着させる(S204)。このとき、1対のスキージ部120Lと120Rとは、図3の左端の部分に位置している。
本実施例のスキージ1Lの特徴は、スキージ1Lの先端に表面に撥液性の膜103が形成された円弧状の凹形状部8Lを有し、ペースト初期接触面角18Lに比べアタック角19Lが小さいことにある。なお、スキージ1Rについても先端に表面に撥液性の膜103が形成された円弧状の凹形状部8Rを設けることにより、スキージ1Lの場合と同様の効果を得ることができる。
ここでは、成膜方法としては、スプレー法を用いたが、アルコキシシラン含有溶液をエアロゾルデポジション法或いはディップ法により塗布し、乾燥することにより撥液性の膜103を形成することが可能である。
エチレンとの共重合体(PFA)をウレタン樹脂に混合し、スプレー法により塗布した。その後スキージの硬化と同様の温度プロファイルで加熱硬化することにより、スキージ1の表面に撥液性を有するテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシ
エチレンとの共重合体(PFA)を全面に均一に分散した膜を形成することが出来た。
エチレンとの共重合体(PFA)からなる膜が最も良好であった。
エチレンとの共重合体を有する膜を形成する方法として、ウレタン樹脂に混合し、スプレー法により塗布し、加熱硬化して撥液性の膜103を形成したが、ディップ法により塗布し、硬化することにより撥液性の膜103を形成することが可能である。
エチレンとの共重合体を分散した撥液性の膜103を有する本実施例2で使用するスキージ1を作成することが出来た。
9が接するスキージ1の面10(図8参照)とスキージ1の取り付け角度17とが実質的
に垂直である。一方、本実施例4では、図12に示すように、印刷方向2にスキージ71を傾斜する場合には、ペースト9が接するスキージ71の面710の印刷マスク表面5に対する角度718とスキージ71の取り付け角度717とが実質的に同じである。
12を有する印刷マスク11からペースト9をテーブル231に固定した被印刷物6の所
定の位置に転写する印刷装置において、スキージ71の先端の一方の角が円弧状の凹形状
78を有し、スキージ71の取り付け角度718よりスキージ71と前記被印刷物6の印
刷面とのアタック角度719(図12参照)の方を小さくすることに特徴がある。
図12に示したように、アタック角度719を小さくするためにスキージ71の取り付け角度717を小さくすると、印圧を加えるスキージヘッド715とスキージ71の先端が印刷マスク表面5と接する箇所781とが相対的な位置ずれを生じたため、印圧がスキージ71の先端部に有効に加わらなかった。すなわち、力点に相対的な位置ずれを生じると回転モーメントが働き、この場合には、印圧を高くするほどスキージ先端に印圧とは逆方向の力となる。
一方、印刷マスク11と接しない方のスキージ71の先端部782と印刷マスク表面5との隙間Gが1mmより広くすると、印刷時にスキージ先端に形成した円弧状の凹形状部78内にペーストを閉じ込めることができなくなり、円弧状の凹形状部78内から漏れ出し、印刷マスク11のパターン開口部12に充填するペースト9に加わる力が弱まることから充填量および転写量が不足した。
ジおよび直線状の斜め研磨加工を施したスキージを用いた際の印刷実験も行った。この場
合においても、同一形状で、撥液性を付与したスキージと撥液処理をしていないスキージ
を用いて、比較検討した。図11(a)に示したスキージ1の形状は、図10及び図12で説明したものと同じである。
本発明の印刷装置において、使用するペーストは固形分と液体分を混合した高粘性物質であり、その固形分がハンダ組成の粒子、銀粒子、燐片状銀粒子、ニッケルを主成分とする粒子、金属で被覆した球状樹脂粒子、セラミックス粒子、ガラス粒子のうち少なくとも1種の材料を主成分とするものが使用可能であり、それらのペーストを適用した対象物について、その特徴と印刷結果を以下に示す。
Claims (15)
- スクリーン印刷用のマスクを保持するマスク保持手段と、
スクリーン印刷する試料を載置して該試料を上下に移動させるテーブル手段と、
前記マスクを介して前記テーブル手段に載置された試料にペーストのパターンを印刷す
るスキージを備えたスキージ手段と、
該スキージ手段のスキージを前記マスクに沿って往復移動させるスキージ駆動手段と
を備えたスクリーン印刷装置であって、
前記スキージ手段のスキージは、該スキージを前記マスクに押し当てたときに該スキー
ジがマスクと接触する位置よりも印刷時の移動方向に対して前方に凹部の面が形成されており、該凹部の面は、該凹部の面の前記マスクと接触する側の端部から該端部と反対の側の端部までが曲面で形成されており、前記反対側の端部が前記マスクの側に突き出して且つ前記マスクと隙間が開くように形成され、印刷時の前記スキージの移動方向に対して前記マスクの側に突出した端部よりも前方に前記凹部の面と接続する前記ペーストとの接触面を有しており、前記凹部の面の前記マスクと接触する側の端部の前記マスクに対する角度は前記ペーストとの接触面の前記マスクに対する角度よりも小さく形成されており、少なくとも前記凹部を含む該スキージ先端部の表面が前記ペーストをはじく撥液性を有している
ことを特徴とするスクリーン印刷装置。 - 前記スキージを前記マスクに押し当てたときに、前記スキージに形成した前記凹部の面の前記マスクの側に突出した端部の前記スキージの移動方向に伸ばした接線が水平よりも下向きで、水平面との成す角度が5度〜80度の範囲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装置。
- 前記スキージの凹部は、前記印刷時に前記スキージが前記マスクに押し当てられた状態
で前記スキージ駆動手段で駆動されたときに前記ペーストが前記凹部の内部でローリング
するような空間が形成され、少なくとも該凹部を含む該スキージ先端部の表面が撥液性を
有していることを特徴とする請求項1又は2に記載のスクリーン印刷装置。 - 前記スキージの凹部は、該スキージを前記マスクに押し当てたときに前記凹部の前記マ
スクと接触する側と反対の側の端部が前記マスクとの間に前記ペーストの粒子の平均粒径
の10倍以上の隙間が開くように形成され、該凹部を含む該スキージ先端部の表面が撥液
性を有していることを特徴とする請求項3記載のスクリーン印刷装置。 - 前記スキージは、ウレタンを主成分とする硬度が80度以上の樹脂で形成され、少なく
とも該凹部を含む該スキージ先端部の表面が撥液性を有していることを特徴とする請求項
3又は4に記載のスクリーン印刷装置。 - 前記スキージは、導電性を有する材料を芯材とし、前記芯材の周囲をウレタンを主成分
とする樹脂で形成され、少なくとも該凹部を含む該スキージの先端部の表面が撥液性を有
していることを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載のスクリーン印刷装置。 - 前記スキージの先端部の表面が撥液性を有している部分は、該表面にSiO2、フッ素
樹脂、炭化水素、フッ素基含有炭化水素のうち少なくとも一種以上の材料からなる膜が形
成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のスクリーン印刷装置。 - 前記スキージの先端部の表面が撥液性を有している部分は、該表面にダイヤモンドライ
クカーボンの膜が形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のスクリーン印
刷装置。 - 前記スキージの先端部の表面が撥液性を有している部分は、該表面にフッ素基含有ダイ
ヤモンドライクカーボンの膜が形成されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の
スクリーン印刷装置。 - 前記スキージの先端部の表面が撥液性を有している部分は、該表面にダイヤモンドライ
クカーボンとフッ素基含有ダイヤモンドライクカーボンとからなる膜が複合して形成され
ていることを特徴とする請求項1又は2に記載のスクリーン印刷装置。 - 前記スキージの表面は、前記スキージの内部の材料よりも撥液性が高いことを特徴とする請求項1又は2に記載のスクリーン印刷装置。
- スクリーン印刷する試料をスクリーン印刷用のマスクに密着させ、
前記試料を密着させたマスクにペーストを供給し、
該ペーストが供給されたマスクにスキージを押し付けながら一方向に移動させ、
該スキージの一方向への移動が終了した状態で前記試料を前記マスクから引き剥がす
ことにより前記マスクに形成されたパターンを前記試料上にペーストによるパターンを形成するスクリーン印刷方法であって、
前記スキージには、該スキージを前記マスクに押し当てたときに該スキージがマスクと
接触する位置よりも前記移動させる一方向に対して前方の側に表面を前記ペーストをはじ
く撥液性の膜で被服された曲面で形成された凹部が該曲面で形成された凹部の前記マスクと接触する側の端部と反対の側の端部が前記マスクの側に突き出して且つ前記マスクと隙間が開くように形成され、印刷時の前記スキージの移動方向に対して前記マスクの側に突出した端部よりも前方に前記凹部の面と接続する前記ペーストとの接触面を有しており、前記凹部の面の前記マスクと接触する側の端部の前記マスクに対する角度は前記ペーストとの接触面の前記マスクに対する角度よりも小さく形成されており、前記マスクにスキージを押し付けながら一方向に移動させるときに前記表面が撥液性の膜で被服された凹部と前記マスクとで形成される空間にペーストを溜め込みながら印刷することを特徴とするスクリーン印刷方法。 - 前記マスクにスキージを押し付けながら一方向に移動させることにより前記スキージの
表面が撥液性の膜で被服された凹部と前記マスクとで形成される空間に溜め込んだペース
トを該凹部と前記マスクとで形成される空間の内部で前記凹部の表面を被覆する撥液性の
膜に沿ってローリングさせながら印刷することを特徴とする請求項12記載のスクリーン
印刷方法。 - 前記マスクとして金属板で形成されたマスクを用いることを特徴とする請求項12記載
のスクリーン印刷方法。 - 前記マスクとして金属メッシュで形成されたマスクを用いることを特徴とする請求項1
2記載のスクリーン印刷方法。
Priority Applications (3)
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