JP5957998B2 - スクリーン版、及び積層型電子部品の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、スクリーン版、及び積層型電子部品の製造方法に関する。

積層型電子部品の製造工程では、メッシュを備えたスクリーン版を用いて導体パターン等をグリーンシート上に印刷した後に、複数のグリーンシートを積層することが広く行われている。近年、積層型電子部品が小型化され、導体パターン等が薄膜化されるのに伴って、印刷膜厚の均一性の向上が求められている。特許文献１には、メッシュの紗厚が縦糸及び横糸の原糸の平均径よりも小さく、且つメッシュの開口率が２６％以上であるスクリーン版が、印刷膜厚の均一性の向上に適していることが開示されている。

特開２００８−７４０７３号公報

しかしながら、メッシュの開口率を大きくすると、スクリーン版の版離れ性は低下する傾向がある。このため、メッシュの開口率を２６％以上にしてしまうと、版離れの際にグリーンシート等の被印刷物がスクリーン版に引っ張られて変形し、却って印刷品質が低下してしまう懼れがある。

本発明は、印刷膜厚の均一性を低下させることなく、版離れ性を向上させることができるスクリーン版、及び積層型電子部品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者等は、メッシュの開口率及び紗厚と印刷品質との関係について調査研究を行い、以下の事象を見出した。メッシュの線径より紗厚を大きくすれば、メッシュの開口率を１５％まで小さくしても印刷膜厚の均一性は低下しない。メッシュの線径よりメッシュの目開きが小さくなるようにメッシュの開口率を小さくすれば、版離れ性が向上する。

かかる事象を踏まえ、本発明に係るスクリーン版は、メッシュを備えたスクリーン版であって、メッシュの開口率が１５％以上であり、メッシュの目開きがメッシュの線径より小さく、メッシュの紗厚がメッシュの線径より大きいことを特徴とする。

このようなスクリーン版では、メッシュの紗厚がメッシュの線径より大きく且つメッシュの開口率が１５％以上であるため、印刷膜厚の均一性は低下しない。メッシュの目開きがメッシュの線径より小さいため、版離れ性は向上する。従って、印刷膜厚の均一性を低下させることなく、版離れ性を向上させることができる。

メッシュの交差部には平面が形成されており、交差部に形成された平面の最大幅は、メッシュの線径より小さいことが好ましい。この場合、交差部に平面が形成されていても、その平面の最大幅がメッシュの線径より小さいため、メッシュの紗厚がメッシュの線径より大きいことが確保される。

メッシュの線径に対するメッシュの紗厚の比率は、メッシュの目開きに対するメッシュの線径の比率よりも大きいことが好ましい。この場合、メッシュの開口率の縮小に対してメッシュの紗厚を十分に拡大し、印刷膜厚の均一性の低下をより確実に防止することができる。

本発明に係る積層型電子部品の製造方法は、上記スクリーン版を用いたスクリーン印刷工程を備えたことを特徴とする。この製造方法によれば、スクリーン印刷工程において、印刷膜厚の均一性を低下させることなく版離れ性を向上させることができる。

本発明によれば、印刷膜厚の均一性を低下させることなく、版離れ性を向上させることができるスクリーン版、及び積層型電子部品の製造方法を提供することができる。

本実施形態に係るスクリーン版を示す平面図である。 メッシュを拡大して示す平面図である。 図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 積層セラミックコンデンサの断面図である。 積層セラミックコンデンサの製造手順を示すフローチャートである。 マスク部が形成されたメッシュの断面図である。 スクリーン印刷工程を示す模式図である。 スクリーン印刷工程を示す模式図である。 スクリーン印刷工程を示す模式図である。 スクリーン印刷工程を示す模式図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明を省略する。

図１は、本実施形態に係るスクリーン版を示す平面図である。図１に示されるスクリーン版１は、例えば、積層型電子部品の製造工程においてグリーンシートに導体パターンを印刷するのに利用される版である。スクリーン版１は、矩形状の版枠２と、版枠２内の全域に張り渡されたメッシュ３と、を備えている。版枠２は、例えばアルミニウム等の軽量金属材料からなる。

図２は、メッシュ３を拡大して示す平面図である。図３は、図２中のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図２に示されるように、メッシュ３は、線材４と、線材４に交差する線材５とを織り合わせたものである。線材４，５は、ステンレス、真鍮、銅、又はりん青銅等の金属からなる。ステンレスからなる線材４，５は、引張強度の高さや伸びの少なさにおいて特に優れている。メッシュ３の一方面は、被印刷物に向けられる印刷面３ａとなっている。メッシュ３の他方面は、印刷用のペーストが載せられる載置面３ｂとなっている。

メッシュ３の目開きＥ１は、メッシュ３の線径Ｄ１より小さい。メッシュ３の開口率は、１５％以上である。メッシュ３の目開きＥ１は、メッシュ３の編目３ｃの幅、すなわち線材４同士又は線材５同士の間隔である。メッシュ３の線径Ｄ１は、線材４，５の直径である。メッシュ３の開口率は、次の式により算出される値である。
開口率＝（Ｅ１）^２／（Ｄ１＋Ｅ１）^２
図３に示されるように、メッシュ３の紗厚Ｔ１は、メッシュ３の線径Ｄ１より大きい。メッシュ３の線径Ｄ１に対するメッシュ３の紗厚Ｔ１の比率は、メッシュ３の目開きＥ１に対するメッシュ３の線径Ｄ１の比率よりも大きい。

図２及び図３に示されるように、線材４と線材５とが交差する交差部Ｃには平面Ｐが形成されている。各平面Ｐは、メッシュ３の印刷面３ａ側及び載置面３ｂ側において線材４又は線材５の表面に形成されている。平面Ｐは、メッシュ３のカレンダ加工や研磨加工等によって形成されている。線材４，５に形成された各平面Ｐは、それぞれ線材４，５の軸線方向に長い形状を呈している。各平面Ｐの長手方向の幅、すなわち各平面Ｐの最大幅は、線径Ｄ１より小さい。

続いて、スクリーン版１を用いたスクリーン印刷工程を備えた積層型電子部品の製造方法について説明する。ここでは、一例として積層セラミックコンデンサの製造方法について説明する。

図４は、積層セラミックコンデンサの概略構成を示す断面図である。積層セラミックコンデンサ１００は、積層された複数の誘電体層１１２と、積層方向の両側の誘電体層１１２に積層された外層１１１，１１１と、誘電体層１１２同士の間に介在する内部電極層１１４と、を有するコンデンサ素体１１６を備えている。積層方向に交差する方向でのコンデンサ素体１１６の両端面１１６ａ，１１６ｂには、外部電極１１８Ａ，１１８Ｂが設けられている。一部の内部電極層１１４Ａは、外部電極１１８Ａに接続されている。残りの内部電極層１１４Ｂは、外部電極１１８Ｂに接続されている。内部電極層１１４Ａと内部電極層１１４Ｂとは、積層方向で交互に配置されている。

図５は、積層セラミックコンデンサの製造手順を示すフローチャートである。図５に示されるように、積層セラミックコンデンサ１００は、シート準備工程Ｓ１１、印刷準備工程Ｓ１２、スクリーン印刷工程Ｓ１３、乾燥工程Ｓ１４、積層工程Ｓ１５、プレス・切断工程Ｓ１６、本焼成工程Ｓ１７、外部電極形成工程Ｓ１８を経て製造される。

シート準備工程Ｓ１１では、複数の誘電体グリーンシートと複数の外層グリーンシートとを準備する。各誘電体グリーンシートは、本焼成工程Ｓ１７を経ると誘電体層１１２となる。各外層グリーンシートは、本焼成工程Ｓ１７を経ると外層１１１となる。

印刷準備工程Ｓ１２では、印刷用の導電性ペーストとスクリーン版１とを準備する。導電性ペーストは、導電性粒子（例えば、金属粒子）を有機バインダ及び有機溶剤に分散させてペースト状にしたものである。スクリーン版１の準備に際しては、メッシュ３にマスク部を形成する。マスク部は、導電性ペーストを透過させない部分である。図６は、マスク部が形成されたメッシュの断面図である。図６に示されるように、マスク部Ｍの形成には乳剤６を用いる。具体的には、メッシュ３の印刷面３ａ上に乳剤６からなるマスク層６ａを形成すると共に、メッシュ３の編目３ｃ内に乳剤６を入り込ませることで、編目３ｃを塞ぐ。マスク部Ｍが形成されていない部分は、載置面３ｂから印刷面３ａに導電性ペーストを透過させる印刷窓部Ｗとなる。

スクリーン印刷工程Ｓ１３では、スクリーン版１を用いて誘電体グリーンシートに導体パターンを印刷する。乾燥工程Ｓ１４では、誘電体グリーンシートに印刷された導体パターンを乾燥させる。導体パターンは、本焼成工程Ｓ１７を経ると内部電極層１１４となる。

積層工程Ｓ１５では、外層グリーンシート上に複数の誘電体グリーンシートを積層し、更にその上に外層グリーンシートを積層して積層体を得る。プレス・切断工程では、積層体にプレス処理を施した後に、積層体を切断して個片化し、複数の積層体チップを得る。本焼成工程Ｓ１７では、複数の積層体チップを焼成する。焼成により、各積層体チップはコンデンサ素体１１６となる。外部電極形成工程Ｓ１８では、コンデンサ素体１１６の両端面１１６ａ，１１６ｂにそれぞれ外部電極１１８Ａ，１１８Ｂを形成する。以上により、積層セラミックコンデンサ１００が完成する。

続いて、スクリーン印刷工程Ｓ１３について、より詳細に説明する。図７〜１０の（ａ）は、スクリーン版１を用いたスクリーン印刷工程を示す模式図である。まず、図７（ａ）に示されるように、シート準備工程Ｓ１１で準備された誘電体グリーンシート７と、印刷準備工程Ｓ１２で準備されたスクリーン版１とを平行に配置する。このとき、メッシュ３の印刷面３ａと誘電体グリーンシート７の被印刷面７ａとを対向させ、印刷面３ａと被印刷面７ａとの間には隙間を設ける。次に、図８（ａ）に示されるように、印刷準備工程Ｓ１２で準備された導電性ペースト９を、メッシュ３の載置面３ｂに載せる。ドクター８により、載置面３ｂの一方側から他方側に導電性ペースト９を塗り広げる。このとき、導電性ペースト９は、印刷窓部Ｗにおいてメッシュ３の編目３ｃ内に入り込む。

次に、図９（ａ）に示されるように、スキージ１０をメッシュ３の載置面３ｂに押し当て、載置面３ｂの他方側から一方側に移動させる。スキージ１０が押し当たっている位置及びその周辺では、スキージ１０に押されてメッシュ３が誘電体グリーンシート７側に変位し、マスク部Ｍのマスク層６ａが誘電体グリーンシート７の被印刷面７ａに接触する。載置面３ｂ上の導電性ペースト９は、スキージ１０によって載置面３ｂの一方側に掻き寄せられると共に、印刷窓部Ｗの編目３ｃ内に押し込まれる。すると、印刷窓部Ｗの編目３ｃ内に先に浸透していた導電性ペースト９が誘電体グリーンシート７側に押し出され、誘電体グリーンシート７の被印刷面７ａに付着する。マスク部Ｍのマスク層６ａが被印刷面７ａに接触していることから、マスク層６ａによって導電性ペースト９の広がりが抑えられ、被印刷面７ａに付着した導電性ペースト９が印刷窓部Ｗの形状に成形される。

スキージ１０が通過した位置では、スキージ１０が遠ざかるのに応じてメッシュ３が誘電体グリーンシート７から離れ、被印刷面７ａに付着した導電性ペースト９のみが被印刷面７ａに残る。これにより、印刷窓部Ｗの形状に応じた導体パターンＫが印刷される。図１０（ａ）に示されるように、スキージ１０が全ての印刷窓部Ｗを通過し、メッシュ３の全体が誘電体グリーンシート７から離れると、導体パターンＫの印刷が完了する。

続いて、メッシュ３と異なるメッシュ２３を備えたスクリーン版２１と対比しながら、スクリーン版１の作用及び効果について説明する。図７〜１０の（ｂ）は、スクリーン版２１を用いたスクリーン印刷工程を示し、それぞれ図７〜１０の（ａ）に対応している。メッシュ２３の紗厚Ｔ２はメッシュ３の紗厚Ｔ１より小さい。メッシュ２３の目開きＥ２は、メッシュ２３の線径Ｄ２より大きい。すなわち、メッシュ２３の開口率はメッシュ３の開口率より大きい。

メッシュ３の開口率はメッシュ２３の開口率よりも小さいが、メッシュ３の紗厚Ｔ１はメッシュ２３の紗厚Ｔ２より大きい。このため、図８（ａ）及び（ｂ）に示されるように、メッシュ３に浸透する導電性ペースト９の量は、メッシュ２３に浸透する導電性ペースト９の量に対して過少とはならない。これにより、メッシュ３から誘電体グリーンシート７側に押し出される導電性ペースト９の量も、メッシュ２３から誘電体グリーンシート７側に押し出される導電性ペースト９の量に対して過少とはならない。これに加え、メッシュ３の開口率は１５％以上であるため、メッシュ３から誘電体グリーンシート７側に押し出された導電性ペースト９は印刷窓部Ｗ内に万遍なく広がる。従って、スクリーン版１を用いたスクリーン印刷工程では、スクリーン版２１を用いたスクリーン印刷工程に対する印刷膜厚の均一性の低下を防止することができる。

メッシュ３の交差部Ｃには平面Ｐが形成されている。平面Ｐの形成により、メッシュ３の紗厚Ｔ１を調整することで、メッシュ３から誘電体グリーンシート７側に押し出される導電性ペースト９の量を適量にすることができる。従って、スクリーン版２１を用いたスクリーン印刷工程に対して、印刷膜厚を同等にすることができる。

平面Ｐの最大幅が線径Ｄ１より小さいことにより、メッシュ３の紗厚Ｔ１がメッシュ３の線径Ｄ１より大きいことが確保される。このため、平面Ｐが形成されていても、メッシュ３から誘電体グリーンシート７側に押し出される導電性ペースト９の量が過少となることを防止することができる。従って、印刷膜厚の均一性の低下を防止することができる。

メッシュ３の線径Ｄ１に対するメッシュ３の紗厚Ｔ１の比率は、メッシュ３の目開きＥ１に対するメッシュ３の線径Ｄ１の比率より大きい。このため、メッシュ３の開口率の縮小に対してメッシュ３の紗厚Ｔ１を十分に拡大し、メッシュ３から誘電体グリーンシート７側に押し出される導電性ペースト９の量が過少となることをより確実に防止することができる。従って、印刷膜厚の均一性の低下をより確実に防止することができる。

メッシュの線径よりもメッシュの目開きが小さくなるようにメッシュの開口率を小さくすれば、スクリーン版の版離れ性は向上する。メッシュ２３の目開きＥ２はメッシュ２３の線径Ｄ２より大きい。これに対し、メッシュ３の目開きＥ１はメッシュ３の線径Ｄ１より小さい。このため、メッシュ３を備えたスクリーン版１の版離れ性は、メッシュ２３を備えたスクリーン版２１に対して向上する。

メッシュ２３を備えたスクリーン版２１を用いたスクリーン印刷工程では、版離れの際に誘電体グリーンシート７がスクリーン版２１に引っ張られて変形し、却って印刷品質が低下してしまう懼れがある。例えば、誘電体グリーンシート７の変形により、図９（ｂ）及び図１０（ｂ）に示される隆起Ｂ等が生じ、導体パターンＫの表面に凹凸が生じてしまう懼れがある。メッシュ３を備えたスクリーン版１を用いたスクリーン印刷工程では、このような現象を防止し、印刷品質の低下を防止することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、平面Ｐは形成されていなくてもよい。メッシュ３の線径Ｄ１に対するメッシュ３の紗厚Ｔ１の比率は、メッシュ３の目開きＥ１に対するメッシュ３の線径Ｄ１の比率以下であってもよい。

スクリーン版１は導体パターンの印刷以外に用いられてもよい。例えば、スクリーン版１は、誘電体グリーンシートの被印刷面のうち導体パターンが形成されていない部分に段差調整用パターンを印刷するのに用いられてもよい。

続いて、スクリーン版の実施例及び比較例について説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
[スクリーン版の作製]

実施例１として、紗厚が線径より大きく、目開きが線径より小さく、開口率が１５％であるメッシュを備えたスクリーン版を作製した。実施例２として、紗厚が線径より大きく、目開きが線径より小さく、開口率が２４％であるメッシュを備えたスクリーン版を作製した。比較例１として、紗厚が線径より大きく、目開きが線径より小さく、開口率が１４％であるメッシュを備えたスクリーン版を作製した。比較例２として、紗厚が線径より大きく、目開きが線径より大きく、開口率が３０％であるメッシュを備えたスクリーン版を作製した。
[印刷品質の評価]

各スクリーン版を用い、グリーンシートに導体パターンを印刷した。各印刷工程では、他の印刷工程と同じ組成の導電性ペーストを用い、他の印刷工程に比べて導体パターンの平均膜厚が同等となるように印刷条件を設定した。次の評価基準により印刷膜厚の均一性及び版離れ性を評価した。評価結果を表１に示す。
（１）印刷膜厚の均一性の評価基準

印刷窓部の形状に対して導体パターンの外縁が波打っておらず、且つ導体パターンに擦れがない場合を「ＯＫ」と評価した。印刷窓部の形状に対して導体パターンの外縁が波打っているか、導体パターンに擦れがある場合を「ＮＧ」と評価した。
（２）版離れ性の評価基準

版離れ性に起因するグリーンシートの変形が生じていない場合を「ＯＫ」と評価した。版離れ性に起因するグリーンシートの変形が生じている場合を「ＮＧ」と評価した。

実施例１及び比較例１の結果によって、メッシュの線径より紗厚を大きくすれば、メッシュの開口率を１５％まで小さくしても印刷膜厚の均一性は低下しないことが確認された。実施例２及び比較例２の結果によって、メッシュの線径よりメッシュの目開きが小さくなるようにメッシュの開口率を小さくすれば、版離れ性は向上することが確認された。これらの結果から、本発明に係るスクリーン版によれば、印刷膜厚の均一性を低下させることなく、版離れ性を向上させることができるということが確認された。

１…スクリーン版、３…メッシュ、Ｃ…交差部、Ｄ１…線径、Ｅ１…目開き、Ｐ…平面、Ｔ１…紗厚。

Claims (3)

1. メッシュを備えたスクリーン版であって、
   前記メッシュの開口率が１５％以上であり、
   前記メッシュの目開きが前記メッシュの線径より小さく、
   前記メッシュの紗厚が前記メッシュの線径より大きく、
   前記メッシュの交差部には平面が形成されており、
   前記交差部に形成された平面の最大幅は、前記メッシュの線径より小さいことを特徴とするスクリーン版。
2. メッシュを備えたスクリーン版であって、
   前記メッシュの開口率が１５％以上であり、
   前記メッシュの目開きが前記メッシュの線径より小さく、
   前記メッシュの紗厚が前記メッシュの線径より大きく、
   前記メッシュの線径に対する前記メッシュの紗厚の比率は、前記メッシュの目開きに対する前記メッシュの線径の比率よりも大きいことを特徴とするスクリーン版。
3. 請求項１又は２記載のスクリーン版を用いたスクリーン印刷工程を備えたことを特徴とする積層型電子部品の製造方法。

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