JP7501951B1 - Metal mask for printing - Google Patents

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久司 武田
賢一 露木
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アテネ株式会社
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Abstract

【課題】スキージの位置により版離れ速度が異なり、ペーストの塗布量にバラつきが生じるのを防止する。【解決手段】版枠1の内側にメタルマスク2を備え、前記メタルマスク2の上面を移動するスキージ5によって、前記メタルマスク2の下方に配設される被印刷物3にペースト6を印刷する印刷用メタルマスク10であって、前記メタルマスク2の下面に、スキージ5の移動方向に対し略直角に、非金属材料からなる複数の帯状突起7を設けた印刷用メタルマスク10により課題を解決する。【選択図】図1[Problem] To prevent the plate release speed from varying depending on the position of the squeegee, resulting in variation in the amount of paste applied. [Solution] A printing metal mask 10 is provided with a metal mask 2 inside a frame 1, and a squeegee 5 moves over the top surface of the metal mask 2 to print paste 6 on a print substrate 3 disposed below the metal mask 2. The problem is solved by the printing metal mask 10 having a plurality of band-shaped protrusions 7 made of a non-metallic material provided on the bottom surface of the metal mask 2, approximately perpendicular to the direction of movement of the squeegee 5. [Selected Figure] Figure 1

Description

本発明は、電子部品等の製造工程でペーストやフラックスを印刷するための印刷用メタルマスクに関する。 The present invention relates to a printing metal mask for printing paste or flux in the manufacturing process of electronic components, etc.

従来から、プリント基板等の電子部品にペースト(以下、フラックスを含む。)を印刷する際には、メッシュ状に織られた金属または樹脂に感光性乳剤を塗布後、印刷パターンを露光・現像して乳剤に開口部を形成したメッシュスクリーン版が使用されている。また、メッシュスクリーン版と同様の用途であるが、より高精細な印刷形態を実現すべく、被印刷物の印刷形態に対応した多数の微細孔を有するメタルマスクが使用されている。このメタルマスクは、めっきプロセスを用いた電鋳法により微細孔を形成するもので、高い精度で印刷形態を実現できる特徴がある。ここでは、メッシュスクリーン版とメタルマスクとを区別することなく、スクリーン版と称することとする。 Traditionally, when printing paste (hereinafter including flux) on electronic components such as printed circuit boards, mesh screen plates have been used in which a photosensitive emulsion is applied to metal or resin woven into a mesh pattern, and then the printing pattern is exposed and developed to form openings in the emulsion. Metal masks, which have the same purpose as mesh screen plates but have many fine holes corresponding to the printing shape of the substrate, are also used to achieve higher resolution printing shapes. These metal masks form fine holes by electroforming using a plating process, and are characterized by their ability to achieve printing shapes with high precision. Here, we will refer to mesh screen plates and metal masks without distinguishing between them as screen plates.

スクリーン版とスキージを使用してペーストを被印刷物に印刷する方法として、被印刷物とスクリーン版との間にギャップを設けて印刷を行うギャップ印刷法が知られている。ギャップ印刷法は、スクリーン版の上面をスキージで押付けて当該部位のギャップを無くしつつ、スキージを前傾した状態で水平方向に移動させて被印刷物にペーストを印刷するものである(図5参照)。ギャップ印刷法はオフコンタクト法と称され、現在でも広く使用されている印刷法である。 Gap printing is a method of printing paste onto a substrate using a screen and squeegee, in which a gap is created between the substrate and the screen and printing is performed. In gap printing, the squeegee is pressed against the top surface of the screen to eliminate the gap in that area, while the squeegee is moved horizontally in a forward tilted state to print the paste onto the substrate (see Figure 5). Gap printing is also known as the off-contact method, and is a printing method that is still widely used today.

しかし、ギャップ印刷法ではスキージの移動に追随して順次スクリーン版が被印刷物から離れることになり、スキージの移動速度は一定であるから、結果としてスキージの移動位置によって版離れ速度が異なることになる。例えば、スキージが図5(A)に示す位置にある場合、スキージの左側において被印刷物とスクリーン版とで形成される角度θ1は相対的に大きいため、版離れ速度は相対的に大きくなる。それに対し、スキージが図5(B)に示す位置にある場合、スキージの左側において被印刷物とスクリーン版とで形成される角度θ2は相対的に小さいため(θ1>θ2)、版離れ速度は相対的に小さくなる。この版離れ速度の違いはペーストの塗布量に影響するため、印刷部位によって塗布量にバラつきが生じ、印刷品質が低下するという問題がある。他方、ギャップ印刷法は比較的簡単な装置で実現できるため、初期費用が低廉であり、小規模生産にも対応可能で、多様な被印刷物に適用できるという利点がある。 However, in the gap printing method, the screen plate is separated from the printed material in sequence following the movement of the squeegee, and the moving speed of the squeegee is constant, so the plate separation speed varies depending on the moving position of the squeegee. For example, when the squeegee is in the position shown in Figure 5 (A), the angle θ1 formed by the printed material and the screen plate on the left side of the squeegee is relatively large, so the plate separation speed is relatively large. On the other hand, when the squeegee is in the position shown in Figure 5 (B), the angle θ2 formed by the printed material and the screen plate on the left side of the squeegee is relatively small (θ1>θ2), so the plate separation speed is relatively small. This difference in plate separation speed affects the amount of paste applied, so there is a problem that the amount applied varies depending on the printing area, resulting in a decrease in printing quality. On the other hand, the gap printing method has the advantages of being able to be realized with a relatively simple device, having low initial costs, being suitable for small-scale production, and being applicable to a variety of printed materials.

上述した事情に鑑み、ギャップ印刷法におけるペーストの塗布量のバラつきによる印刷品質の低下を抑制すべく、種々の提案がなされている。 In light of the above-mentioned circumstances, various proposals have been made to prevent deterioration of print quality due to variations in the amount of paste applied in the gap printing method.

その一つに、スクリーン版の版枠を、スキージの移動方向における刷り始め側に対し刷り終わり側が低くなるよう傾斜させて配置し、かつスキージの移動に連動させて版枠の傾斜を維持して、スクリーン版を被印刷物から離間させるようにしたギャップ印刷法がある(特許文献1参照)。 One of these is the gap printing method, in which the screen plate frame is tilted so that the end of printing is lower in the direction of the squeegee movement than the start of printing, and the inclination of the plate frame is maintained in conjunction with the movement of the squeegee, separating the screen plate from the material to be printed (see Patent Document 1).

また、版離れが容易となるよう被印刷物に接するスクリーン版の裏面に、エア抜き用の段差部(溝)を微細開口の周囲に設けたメタルマスクによる印刷法が提案されている(特許文献2参照)。 A printing method using a metal mask has also been proposed in which the back surface of the screen plate that comes into contact with the printed material has stepped portions (grooves) around the fine openings for air release to facilitate removal of the plate (see Patent Document 2).

さらに、ギャップ印刷法ではなく、専用の印刷装置を導入して版離れの改善を図った印刷法が提案されている(非特許文献1参照)。 In addition, instead of the gap printing method, a printing method has been proposed that uses a dedicated printing device to improve plate release (see non-patent document 1).

特開2006-123327号公報JP 2006-123327 A 特開2000-313179号公報JP 2000-313179 A

日本印刷学会誌第47巻第6号(2010)「スクリーン印刷法による微細回路形成技術」Journal of the Japanese Society of Printing Science, Vol. 47, No. 6 (2010) "Fine Circuit Formation Technology Using Screen Printing Method"

特許文献1に記載のスクリーン印刷法では、スキージの移動に連動してスクリーン版の傾斜を維持するために、昇降部および制御部が必要となり、多品種で小規模な印刷物の印刷には適さないという課題がある。 The screen printing method described in Patent Document 1 requires a lifting unit and a control unit to maintain the inclination of the screen in conjunction with the movement of the squeegee, which makes it unsuitable for printing a wide variety of small-scale printed materials.

特許文献2によるメタルマスクを用いる印刷法では、版離れについて一定の改善は図られるものの、版離れの良否の程度はエア抜き構造に依存し、印刷パターンによっては、良好なエア抜き構造を実現することが困難であった。また、この印刷法は被印刷物の上面にメタルマスクを載置するオンコンタクト印刷であることから、スキージの移動により印刷パターンの開口に印刷ペーストを充填した後、被印刷物からメタルマスクを離間する必要があった。そして、版離れの良否は被印刷物からメタルマスクを離間する方法に依存することになり、オンコンタクト印刷が有する版離れの問題を根本的に解決するものではなかった。 In the printing method using a metal mask according to Patent Document 2, a certain degree of improvement in plate release was achieved, but the quality of plate release depended on the air vent structure, and depending on the printing pattern, it was difficult to achieve a good air vent structure. In addition, because this printing method is on-contact printing in which a metal mask is placed on the top surface of the substrate, it was necessary to separate the metal mask from the substrate after filling the openings of the printing pattern with printing paste by moving the squeegee. And the quality of plate release depended on the method of separating the metal mask from the substrate, and did not fundamentally solve the plate release problem that exists with on-contact printing.

非特許文献1によるスクリーン印刷法は、密閉加圧印刷方式であり、専用装置を導入する必要があることから初期費用が高額となる。したがって、大量生産には適用可能であるものの、多様な被印刷物に印刷する必要がある多品種少量生産には適さないという課題がある。 The screen printing method described in Non-Patent Document 1 is a sealed pressurized printing method, and requires the introduction of dedicated equipment, resulting in high initial costs. Therefore, although it can be applied to mass production, it has the problem that it is not suitable for high-mix, low-volume production, which requires printing on a variety of substrates.

上述した従来技術が有する問題に鑑み、本発明では、被印刷物の上面にメタルマスクを載置するオンコンタクト印刷でありながら、スキージの移動位置に関係なく、均一な版離れ速度となるように疑似的なギャップ印刷を実現し、塗布量のバラつきによる印刷品質低下の問題を解決することを目的とする。 In consideration of the problems with the conventional technology described above, the present invention aims to achieve pseudo-gap printing that achieves a uniform plate release speed regardless of the squeegee movement position, while using on-contact printing in which a metal mask is placed on top of the substrate, thereby solving the problem of reduced print quality due to variations in the amount of coating.

本発明は、版枠の内側にメタルマスクを備え、前記メタルマスクの上面を移動するスキージによって、前記メタルマスクの下方に配設される被印刷物にペーストを印刷する印刷用メタルマスクであって、前記メタルマスクの下面に、スキージの移動方向に対し略直角に、縦弾性係数が1~2GPaである合成樹脂フィルムを複数枚重ねて複数の帯状突起を設けたことを特徴とする印刷用メタルマスクである。 The present invention relates to a printing metal mask which has a metal mask attached inside a frame and which prints paste on a substrate placed below the metal mask using a squeegee that moves over the top surface of the metal mask, and which is characterized in that the bottom surface of the metal mask has a plurality of band-shaped protrusions formed by stacking multiple synthetic resin films having a longitudinal elastic modulus of 1 to 2 GPa on top of each other , approximately perpendicular to the direction of squeegee movement.

さらに、本発明は、請求項に記載の印刷用メタルマスクにおいて、帯状突起の高さが25μm~150μmであることを特徴とする印刷用メタルマスクである。 Furthermore, the present invention provides a printing metal mask as set forth in claim 1 , characterized in that the height of the band-shaped protrusions is 25 μm to 150 μm.

本発明の印刷用メタルマスクによれば、複雑で高価な装置を必要としないオンコンタクト印刷であるにも拘らず、印刷範囲において疑似的なギャップ印刷を行うことができる。また、スキージの移動方向に対して略直角に複数の帯状突起を設けたことから、帯状突起間に配設された印刷範囲において、同一の版離れ速度を実現できる。したがって、ペースト塗布量のバラつきによる印刷品質の低下を抑制できる。 The printing metal mask of the present invention allows pseudo-gap printing in the printing range, despite being on-contact printing that does not require complex and expensive equipment. In addition, by providing multiple band-shaped protrusions approximately perpendicular to the direction of squeegee movement, the same plate release speed can be achieved in the printing range disposed between the band-shaped protrusions. This makes it possible to suppress deterioration of printing quality due to variations in the amount of paste applied.

本発明の印刷用メタルマスクの平面図である。FIG. 1 is a plan view of a printing metal mask according to the present invention. 本発明の印刷用メタルマスクの断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a printing metal mask of the present invention. 本発明の印刷用メタルマスクの使用状態を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in which the printing metal mask of the present invention is used. 本発明の印刷用メタルマスクの垂直方向の変位量を示す線図である。FIG. 4 is a diagram showing the vertical displacement of the printing metal mask of the present invention. 従来技術であるギャップ印刷法を示す略図である。1 is a schematic diagram showing a prior art gap printing method.

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、複数の帯状突起7が設けられた面(下面)を示す印刷用メタルマスク10の平面図であり、図2は、図1中のAーA矢視を示す断面図である。版枠1は作業者が作業し易い程度の厚さを有するアルミニウム製の矩形枠で構成されている。版枠1の下面には、スクリーン版としてのメタルマスク2が固着されている。したがって、作業者は版枠1を把持することで印刷用メタルマスク10を容易にハンドリングできるようにされている。 The following describes an embodiment of the present invention with reference to the drawings. Fig. 1 is a plan view of a printing metal mask 10 showing the surface (lower surface) on which a plurality of band-shaped protrusions 7 are provided, and Fig. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A in Fig. 1. The frame 1 is made of a rectangular aluminum frame having a thickness that allows an operator to work with it easily. A metal mask 2 is fixed to the lower surface of the frame 1 as a screen plate. Therefore, an operator can easily handle the printing metal mask 10 by gripping the frame 1.

メタルマスク2は、めっき技術を応用した周知の電鋳法により製作されている。ニッケル材料で製作されることが多いが、ニッケル材料に限定されるものではない。メタルマスク2の厚さは、被印刷物3の仕様に応じて適宜決定される。実施例でのメタルマスク2の厚さは50μmで形成されている。メタルマスク2には、被印刷物3の印刷範囲に対応して複数箇所に印刷パターン部4が形成されている。印刷パターン部4には、スキージ5の移動によってペースト6が充填される多数の細孔(図示省略)が設けられている。メタルマスク2のサイズ、厚さ、印刷パターンの形態、細孔の数、細孔の大きさ等は、被印刷物3の仕様に応じて適宜決定される。 The metal mask 2 is produced by a well-known electroforming method that applies plating technology. It is often produced from nickel material, but is not limited to nickel material. The thickness of the metal mask 2 is appropriately determined according to the specifications of the substrate 3. In the embodiment, the metal mask 2 is formed to a thickness of 50 μm. The metal mask 2 has a printing pattern portion 4 formed in multiple locations corresponding to the printing range of the substrate 3. The printing pattern portion 4 has a large number of pores (not shown) that are filled with paste 6 by the movement of the squeegee 5. The size, thickness, form of the printing pattern, number of pores, size of the pores, etc. of the metal mask 2 are appropriately determined according to the specifications of the substrate 3.

メタルマスク2の下面、すなわち、スキージ5が移動する上面とは反対側の面には、スキージ5の移動方向に対し略直角に、複数の帯状突起7が設けられている。帯状突起7の数は被印刷物3の印刷形態に応じて適宜決定され、複数の帯状突起7の間には印刷パターン部4が配設されている。 On the underside of the metal mask 2, i.e., the side opposite to the upper surface along which the squeegee 5 moves, a number of belt-shaped protrusions 7 are provided at approximately right angles to the direction of movement of the squeegee 5. The number of belt-shaped protrusions 7 is appropriately determined according to the printing form of the printing substrate 3, and the printing pattern portion 4 is disposed between the multiple belt-shaped protrusions 7.

実際の版枠1の大きさは、標準的に内側寸法が656mm×656mmとされているが、図1ではスキージ5の移動域の例として250mm×250mmの範囲を示している。版枠1に固着されたメタルマスク2の下面には、スキージ5の移動方向に沿って11mm幅の帯状突起7が4箇所に設けられている。換言すると、スキージ5の移動方向に沿って設けられた帯状突起7と帯状突起7との間には、帯状突起7が貼付されていないメタルマスクだけの部位がある。この部位のスキージ5の移動方向の寸法は54mmで形成されおり、当該部位に印刷パターン部4が設けられている。実施例では、印刷パターン部4は24mm四方の矩形とされ、各々の印刷パターン部4には多数の細孔が形成されている。 The actual size of the printing frame 1 is normally 656 mm x 656 mm inside, but in FIG. 1, a range of 250 mm x 250 mm is shown as an example of the movement range of the squeegee 5. On the underside of the metal mask 2 fixed to the printing frame 1, four belt-shaped protrusions 7 with a width of 11 mm are provided along the movement direction of the squeegee 5. In other words, between the belt-shaped protrusions 7 provided along the movement direction of the squeegee 5, there is a portion where only the metal mask has no belt-shaped protrusions 7 attached. The dimension of this portion in the movement direction of the squeegee 5 is 54 mm, and the printing pattern portion 4 is provided in this portion. In this embodiment, the printing pattern portion 4 is a rectangle with a square of 24 mm, and each printing pattern portion 4 has a large number of pores formed therein.

帯状突起7の材料には、金属材料に較べて縦弾性係数が小さな合成樹脂材料が使用される。好ましい合成樹脂材料の縦弾性係数は1~7GPaであり、より好適な縦弾性係数は1~2GPaである。このように縦弾性係数が比較的小さな合成樹脂材料で形成された帯状突起7に圧縮力が付与されると、帯状突起7には金属材料では得られないような大きな圧縮変形が得られる。実施例では、合成樹脂材料として、株式会社レゾナックの厚膜レジスト形成用感光性フィルムHM-4000シリーズを使用した。 The material used for the strip-shaped protrusions 7 is a synthetic resin material with a smaller modulus of longitudinal elasticity than metal materials. The preferred synthetic resin material has a modulus of longitudinal elasticity of 1 to 7 GPa, and more preferably a modulus of longitudinal elasticity of 1 to 2 GPa. When a compressive force is applied to the strip-shaped protrusions 7 made of a synthetic resin material with a relatively small modulus of longitudinal elasticity, the strip-shaped protrusions 7 undergo a large compressive deformation that cannot be achieved with metal materials. In the embodiment, the synthetic resin material used was Resonac Corporation's HM-4000 series photosensitive film for forming thick-film resists.

帯状突起7の数および幅寸法は、被印刷物3の仕様に応じて適宜決定される。帯状突起7の高さ寸法も被印刷物3の仕様に応じて決定されるが、以下の制約がある。帯状突起7の高さ(厚さ)寸法が低すぎると、帯状突起7の圧縮変形量が不足し、スキージ5が通過した際の版離れが悪くなる。一方、帯状突起7の高さ寸法が高すぎると、スキージ5に所定の押付け力を付与しても、メタルマスク2が被印刷物3の上面に一部接しなくなり不十分な印刷となる。 The number and width of the band-shaped protrusions 7 are determined appropriately according to the specifications of the substrate 3. The height of the band-shaped protrusions 7 is also determined according to the specifications of the substrate 3, but is subject to the following constraints. If the height (thickness) of the band-shaped protrusions 7 is too low, the amount of compressive deformation of the band-shaped protrusions 7 will be insufficient, and the plate will not separate properly when the squeegee 5 passes by. On the other hand, if the height of the band-shaped protrusions 7 is too high, even if a predetermined pressing force is applied to the squeegee 5, the metal mask 2 will not come into contact with part of the top surface of the substrate 3, resulting in insufficient printing.

実施例で使用した株式会社レゾナックの厚膜レジスト形成用感光性フィルムHM-4000シリーズは、複数の膜厚のフィルムが販売されており、これらのフィルムを複数枚重ねて帯状突起7を形成することで、種々の高さの帯状突起7を実現することができる。実施例では膜厚56μmのフィルムを2枚重ねて使用した。フィルム2枚を重ねて形成された帯状突起7の全高は略120μmであった(図4(A)参照)。 The photosensitive film for forming thick-film resist, HM-4000 series, manufactured by Resonac Corporation, used in the examples, is available in a variety of thicknesses, and by stacking multiple sheets of these films to form the belt-like protrusions 7, belt-like protrusions 7 of various heights can be realized. In the examples, two sheets of film with a thickness of 56 μm were used. The total height of the belt-like protrusions 7 formed by stacking two sheets of film was approximately 120 μm (see Figure 4 (A)).

以下、本発明の印刷用メタルマスク10と、その帯状突起7の形成方法について、順を追って具体的に説明する。(1)メタルマスク2は周知の電鋳法によりニッケル材料を用いて所定の厚さに形成される。その際、印刷パターン部4には被印刷物3の仕様に応じて多数の細孔が形成される。(2)メタルマスク2の下面全体に厚膜レジスト形成用感光性フィルムを必要枚数ラミネートする。厚膜レジスト形成用感光性フィルムの厚さおよび必要枚数は、帯状突起7の高さが所要の高さになるよう選択決定される。(3)帯状突起7を形成する部位に対してレーザー直接描画装置(LDI)を用いて露光する。(4)未露光部の厚膜レジスト形成用感光性フィルムを現像し洗浄する。(5)帯状突起7として形成された厚膜レジスト形成用感光性フィルムに対して追露光(UVキュア、またはオーブンにより熱キュアを行う。)これらキュアの条件については、厚膜レジスト形成用感光性フィルムのメーカが推奨する条件に従って実施することができる。このような方法によって形成された実施例の帯状突起7の縦弾性係数は、約1.0GPaであった。 The printing metal mask 10 of the present invention and the method for forming the belt-shaped protrusions 7 thereof will be described in detail below. (1) The metal mask 2 is formed to a predetermined thickness using nickel material by a well-known electroforming method. At that time, a large number of fine holes are formed in the printing pattern portion 4 according to the specifications of the printed material 3. (2) The required number of thick-film resist-forming photosensitive films are laminated on the entire lower surface of the metal mask 2. The thickness and required number of thick-film resist-forming photosensitive films are selected and determined so that the height of the belt-shaped protrusions 7 is the required height. (3) The portion where the belt-shaped protrusions 7 are to be formed is exposed using a laser direct imaging device (LDI). (4) The unexposed portion of the thick-film resist-forming photosensitive film is developed and washed. (5) The thick-film resist-forming photosensitive film formed as the belt-shaped protrusions 7 is exposed to light (UV curing or thermal curing in an oven). The conditions for these cures can be performed according to the conditions recommended by the manufacturer of the thick-film resist-forming photosensitive film. The longitudinal elastic modulus of the band-shaped protrusion 7 in the example formed by this method was approximately 1.0 GPa.

つぎに、上述した工程により製作された印刷用メタルマスク10の版離れの様子について説明する。本発明による印刷用メタルマスク10は、図3に示すように、メタルマスク2の下面に貼着された帯状突起7を被印刷物3の上面に載置し、メタルマスク2の上面をスキージ5で押付け、前傾しながら移動させて被印刷物3にペースト6を印刷するものである。したがって、本発明による印刷用メタルマスクを用いた印刷は、オンコンタクト印刷に属する。そのため、ギャップを確保するための構成が不要となり、簡素な構成で印刷が可能であることから初期費用が低廉であり、かつ版離れが良いという特徴を有する。 Next, the release of the printing metal mask 10 produced by the above-mentioned process will be described. As shown in FIG. 3, the printing metal mask 10 of the present invention is configured such that the band-shaped protrusions 7 attached to the underside of the metal mask 2 are placed on the upper surface of the substrate 3, the upper surface of the metal mask 2 is pressed with a squeegee 5, and the metal mask 2 is moved while tilting forward to print the paste 6 onto the substrate 3. Therefore, printing using the printing metal mask of the present invention belongs to on-contact printing. As a result, no configuration is required to ensure a gap, and printing can be performed with a simple configuration, resulting in low initial costs and good plate release.

実施例のメタルマスク2では、スキージ5の移動方向に沿って、左側、中央、右側の3箇所に印刷パターン部4が設けられている。スキージ5は前傾状態を維持しながら左側から右側へと一定速度で移動し、メタルマスク2のパターン部4の細孔内にペースト6が充填される。図3(A)は左側の印刷パターン部4で印刷する状態を示し、図3(B)は中央の印刷パターン部4で印刷する状態を示し、図3(C)は右側の印刷パターン部4で印刷する状態を示している。 In the metal mask 2 of the embodiment, the printing pattern portion 4 is provided at three locations on the left, center, and right side along the movement direction of the squeegee 5. The squeegee 5 moves from left to right at a constant speed while maintaining a forward tilt, and the paste 6 fills the pores of the pattern portion 4 of the metal mask 2. Figure 3 (A) shows the state of printing with the printing pattern portion 4 on the left side, Figure 3 (B) shows the state of printing with the printing pattern portion 4 in the center, and Figure 3 (C) shows the state of printing with the printing pattern portion 4 on the right side.

図3(A)に示す状態では、スキージ5により押付けられたメタルマスク2は、左側の印刷パターン部4においてのみ被印刷物3の上面に接触し、ペースト6が印刷される。図3(B)に示す状態では、スキージ5により押付けられたメタルマスク2は、中央の印刷パターン部4においてのみ被印刷物3の上面に接触し、ペースト6が印刷される。図3(C)に示す状態では、スキージ5により押付けられたメタルマスク2は、右側の印刷パターン部4においてのみ被印刷物3の上面に接触し、ペースト6が印刷される。 In the state shown in FIG. 3(A), the metal mask 2 pressed by the squeegee 5 contacts the top surface of the substrate 3 only at the left-hand print pattern portion 4, and the paste 6 is printed. In the state shown in FIG. 3(B), the metal mask 2 pressed by the squeegee 5 contacts the top surface of the substrate 3 only at the central print pattern portion 4, and the paste 6 is printed. In the state shown in FIG. 3(C), the metal mask 2 pressed by the squeegee 5 contacts the top surface of the substrate 3 only at the right-hand print pattern portion 4, and the paste 6 is printed.

これら3つの状態の印刷においては、同一の版離れ条件を実現することができる。図5に示した従来の印刷法のように、スキージ5の位置によって、被印刷物3の上面とメタルマスク2の下面が接する角度θ1、θ2が大きく異なることはない。しかも、隣り合う帯状突起7間に配設された印刷パターン部4におけるスキージ5の移動距離は短いことから、被印刷物3の上面とメタルマスク2の下面が接する角度の変化も小さい。これらのことから、いずれの状態においても、略同一の版離れ条件を実現することができる。したがって、スキージ5の移動位置によって版離れ速度が異なることに起因する印刷品質の低下を抑制することができる。 In printing in these three states, the same plate release conditions can be achieved. Unlike the conventional printing method shown in Figure 5, the angles θ1 and θ2 at which the upper surface of the substrate 3 and the lower surface of the metal mask 2 meet do not vary significantly depending on the position of the squeegee 5. Moreover, since the movement distance of the squeegee 5 in the printing pattern portion 4 arranged between adjacent band-shaped protrusions 7 is short, the change in the angle at which the upper surface of the substrate 3 and the lower surface of the metal mask 2 meet is also small. For these reasons, approximately the same plate release conditions can be achieved in all states. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of printing quality caused by differences in plate release speed depending on the movement position of the squeegee 5.

つぎに、本発明の帯状突起7に用いる合成樹脂材料の縦弾性係数の適正値について、実施例に基づいて説明する。スキージ5の移動方向に沿って、左側、中央、右側の3箇所に設けられた印刷パターン部4において、同一の版離れ速度を実現するためには、メタルマスク2の下面に設けられた各帯状突起7が、スキージ5の押付け力Fによって適正な圧縮変形をすることが重要となる。 Next, the optimum value of the Young's modulus of the synthetic resin material used for the belt-shaped protrusions 7 of the present invention will be explained based on an example. In order to achieve the same plate release speed in the print pattern sections 4 provided at three locations on the left, center, and right along the movement direction of the squeegee 5, it is important that each belt-shaped protrusion 7 provided on the underside of the metal mask 2 undergoes an appropriate compressive deformation due to the pressing force F of the squeegee 5.

メタルマスク2を版枠1に固着する際には、メタルマスク2の使用環境による温度変化等を考慮し、メタルマスク2に余分な弛みが生じないよう所定の張力を付与して固着される。したがって、メタルマスク2の上面をスキージ5により押付けても、金属材料であるメタルマスク自体が大きく伸びることはなく、本発明に係る印刷用メタルマスク10では、スキージ5の押付け力によって生じる被印刷物3の上面とメタルマスク2の下面とのギャップ(隙間)の変化量は、専ら縦弾性係数が小さな合成樹脂材料である帯状突起7の圧縮変形に大きく依存することになる。 When the metal mask 2 is fixed to the frame 1, a certain tension is applied to prevent excessive slack in the metal mask 2, taking into consideration temperature changes due to the environment in which the metal mask 2 is used. Therefore, even when the top surface of the metal mask 2 is pressed with the squeegee 5, the metal mask itself, which is a metal material, does not stretch significantly, and in the printing metal mask 10 of the present invention, the amount of change in the gap (gap) between the top surface of the print substrate 3 and the bottom surface of the metal mask 2 caused by the pressing force of the squeegee 5 depends largely on the compressive deformation of the band-shaped protrusions 7, which are made of a synthetic resin material with a small modulus of longitudinal elasticity.

図4は、被印刷物3の上面に載置された印刷用メタルマスク10の中央部において、スキージ5により下向きの力を付与し、そのときのメタルマスク2の下方への変位量を測定したものである。スキージ5の移動範囲の辺長は250mmであり、横軸の単位はmmである。縦軸の尺度は横軸の尺度に対して約200倍とし、理解し易いようにしている。したがって、実際のメタルマスク2の下方への変位量は、図4(A)に示す線図の約1/200となる。 Figure 4 shows the measurement of the downward displacement of the metal mask 2 when a downward force is applied by the squeegee 5 to the center of the printing metal mask 10 placed on the top surface of the printing substrate 3. The side length of the movement range of the squeegee 5 is 250 mm, and the horizontal axis is in mm. The scale of the vertical axis is approximately 200 times that of the horizontal axis to make it easier to understand. Therefore, the actual downward displacement of the metal mask 2 is approximately 1/200 of the line shown in Figure 4 (A).

図4(B)に示すように、スキージ5による押付け力Fは、スキージ5の移動方向に沿った中央部、すなわちスキージ5の移動範囲の両端から125mmの位置に付与されている。スキージ5による押付け力Fの大きさはスキージ5のブレード単位幅換算で約160N/mである。 As shown in FIG. 4B, the pressing force F of the squeegee 5 is applied to the center along the direction of movement of the squeegee 5, i.e., at positions 125 mm from both ends of the range of movement of the squeegee 5. The magnitude of the pressing force F of the squeegee 5 is approximately 160 N/m, calculated per unit blade width of the squeegee 5.

スキージ5による押付け力Fがない状態では、帯状突起7は圧縮されず高さは変化しないことから、被印刷物3の上面とメタルマスク2の下面とのギャップ(隙間)は、約112μmとなる。他方、メタルマスク2の中央部に押付け力Fが付与された状態では、スキージ5の移動方向に沿って4箇所に設けられたすべての帯状突起7が圧縮変位していることが分かる。図4(A)で示される線図から、押付け力Fが付与された中央部を境に左右の帯状突起7は、対称形で圧縮変位していることが分かる。具体的な圧縮変位量は、中央寄りの2箇所では約60μm程度、左右両端寄りの2箇所では約10μm程度の圧縮変位量となっている。 When there is no pressing force F from the squeegee 5, the band-shaped protrusions 7 are not compressed and their height does not change, so the gap (gap) between the top surface of the print substrate 3 and the bottom surface of the metal mask 2 is approximately 112 μm. On the other hand, when pressing force F is applied to the center of the metal mask 2, it can be seen that all of the band-shaped protrusions 7 provided at four locations along the movement direction of the squeegee 5 are compressed and displaced. From the diagram shown in Figure 4 (A), it can be seen that the left and right band-shaped protrusions 7 are compressed and displaced symmetrically across the center where pressing force F is applied. The specific amount of compression displacement is approximately 60 μm at the two locations near the center, and approximately 10 μm at the two locations near the left and right ends.

この実施例の印刷用メタルマスク10では、スキージ5により押付けられたメタルマスク2の印刷パターン部においてのみ印刷が行われることになり、他の印刷パターン部では被印刷物3の上面とメタルマスク2の下面との間には、概略60μm以上の大きさのギャップが確保されていることが分かる。 In this embodiment of the printing metal mask 10, printing is performed only in the printing pattern portion of the metal mask 2 pressed by the squeegee 5, and it can be seen that in the other printing pattern portions, a gap of approximately 60 μm or more is maintained between the upper surface of the printing substrate 3 and the lower surface of the metal mask 2.

実際の印刷場面では、スキージ5が左側から右側へ移動すると、スキージ5によりメタルマスク2が押付けられてギャップが無くなる部位、すなわち印刷が行われる部位も左側から右側へ移動することになり、他の部位では大きなギャップが確保されることになる。したがって、本発明の印刷用メタルマスク10では、オンコンタクト印刷でありながら、疑似的にギャップ印刷を実現することが可能となる。 In an actual printing situation, when the squeegee 5 moves from left to right, the area where the metal mask 2 is pressed by the squeegee 5 and the gap is eliminated, i.e., the area where printing is performed, also moves from left to right, while a large gap is maintained in other areas. Therefore, with the printing metal mask 10 of the present invention, it is possible to achieve pseudo-gap printing while using on-contact printing.

上述した実施例では、スキージ5の移動方向に沿って、等間隔で4箇所に11mm幅の帯状突起7を設けたが、帯状突起7は不等間隔で設けてもよい。また、帯状突起7は連続した帯状でなく、不連続であっても構わない。帯状突起7の形状や寸法については、種々変形することができ、実施例に限定されるものではない。 In the above-described embodiment, the band-shaped protrusions 7 are provided at four equal intervals along the moving direction of the squeegee 5, each having a width of 11 mm. However, the band-shaped protrusions 7 may be provided at unequal intervals. Furthermore, the band-shaped protrusions 7 do not have to be continuous bands, and may be discontinuous. The shape and dimensions of the band-shaped protrusions 7 may be modified in various ways and are not limited to those in the embodiment.

本発明に係る印刷用メタルマスクは、電子部品等の製造工程でペーストやフラックスを印刷するための印刷用メタルマスクとして利用することができる。 The printing metal mask of the present invention can be used as a printing metal mask for printing paste or flux in the manufacturing process of electronic components, etc.

1 版枠
2 メタルマスク(スクリーン版)
3 被印刷物
5 スキージ
6 ペースト
7 帯状突起
10 印刷用メタルマスク
1. Screen frame 2. Metal mask (screen plate)
3 Printing object 5 Squeegee 6 Paste 7 Strip-shaped protrusion 10 Metal mask for printing

Claims (2)

版枠の内側にメタルマスクを備え、前記メタルマスクの上面を移動するスキージによって、前記メタルマスクの下方に配設される被印刷物にペーストを印刷する印刷用メタルマスクであって、
前記メタルマスクの下面に、スキージの移動方向に対し略直角に、縦弾性係数が1~2GPaである合成樹脂フィルムを複数枚重ねて複数の帯状突起を設けたことを特徴とする印刷用メタルマスク。
A printing metal mask includes a metal mask inside a frame, and a squeegee moves over an upper surface of the metal mask to print a paste on a substrate disposed below the metal mask,
A printing metal mask characterized in that a plurality of band-shaped protrusions are provided on the underside of the metal mask, the band-shaped protrusions being formed by stacking a plurality of synthetic resin films having a modulus of longitudinal elasticity of 1 to 2 GPa, approximately perpendicular to the direction of movement of the squeegee.
前記帯状突起の高さが25μm~150μmであることを特徴とする請求項に記載の印刷用メタルマスク。 2. The metal mask for printing according to claim 1 , wherein the height of the band-shaped protrusions is 25 μm to 150 μm.
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