JPH01249346A - スクリーン印刷用マスクおよびスクリーン印刷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、スクリーン印刷用マスクとスクリーン印刷装
置に関する。

（従来の技術） 近年、半導体素子を塔載する各種電子機器の小型化、低
コスト化が要求されており、これに伴いコントロール用
・駆動用の半導体素子なども高密度化が必要とされてい
る。

このような要求に伴い、たとえば半導体素子のようなチ
ップ状の小形部品表面やこれらを表面実装する回路基板
表面などの正確な位置に、配線層や電極などの導電層を
高密度に形成することが必要になってきている。そして
、このような要求を実現するために、これら導電層の形
成工程における導電性ペーストの高精度な印刷が要求さ
れておリ、印刷範囲は極めて小さく、許容される位置精
度も１０μＩ以下となりつつある。

このような導電性ペーストの印刷には、一般にスクリー
ン印刷法が多用されている。第４図は従来のスクリーン
印刷用マスクの一例を示すものであり、スクリーン印刷
用マスク１はたとえばアルミニウム製などの角形の枠体
２にフォトエツチングや電鋳などによって所要のパター
ン形状の開孔領域を形成した金属製のスクリーン３を張
着したものが一般的である。これはスキージ操作に対し
て伸びが少なく、パターン形状の寸法精度が高いためで
ある。このようなスクリーン印刷用マスク１は、第５図
に示すように、スクリーン３を挟持治具４によって四方
に張った状態で枠体２上にエポキシ系接着剤５などによ
って接着することによって作製している。

また、第６図は従来のスクリーン印刷装置の一例の構成
を示す図であり、基台６上に被印刷物１０の載置台７が
設置されており、この載置台７の上面には被印刷物１０
の位置合せ用ガイド８が設置されている。スクリーン印
刷用マスク１は、昇降可能で被印刷物１０上面に対して
水平保持可能な取付は枠９の四部に固定されている。

このスクリーン印刷装置を用いた印刷は、以下のように
して行われる。

すなわちまず、被印刷物１ｏの隣接する二端面を第７図
に示すように、位置合せ用ガイド８のガイド面に当接さ
せて位置決めし、スクリーン印刷用マスク１のスクリー
ン面が被印刷物１０上面から所定の距離、たとえば２０
０μｆｆ１〜５００μｌ程度となるように取付は枠９の
位置を調節する。そして、スクリーン３上に印刷用ペー
スト１１などを載せ、スキージ１２に印圧を加えてスク
リーン３を被印刷物１０上面に当接させながら、スキー
ジ１１を一定速度で移動させて印刷を行っている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述したような従来のスクリーン印刷用
マスクとスクリーン印刷装置を使用して半導体素子のよ
うな小型部品へ高密度の印刷を行う場合、一部に印刷ユ
ガミを生じやすいという欠点があった。これは、スクリ
ーン印刷用マスク１の作製時に前述したようにスクリー
ン３を枠体２に張着しているものの、枠体２が角形であ
るためにスクリーン３に形成された印刷パターンと枠体
までの寸法が不均一なため、スキージ１１の移動時にス
クリーンの伸びが不均一になるためと考えられ、角形の
枠体２の影響が大きい。

さらに、従来のスクリーン印刷装置は位置合せ誤差を生
じやすいという欠点もあった。これは上述したように位
置合せ用ガイド８に被印刷物１０を当接させて位置合せ
しているため、たとえば半導体素子の外周とボンディン
グすべき電極パッドの位置が数μｌ程度ではあるがばら
ついていることが多く、これにより被印刷物１０の印刷
すべき位置１０ａと被印刷物１０の外周（ｘ、ｙ）から
の寸法がばらついて印刷位置にずれが生じやすくなるた
めである。

本発明は、このような従来技術の課題に対処するために
なされたもので、印刷ユガミや印刷位置のずれの発生を
防止し、半導体素子のような小型部品に高密度な印刷を
行う場合においても正確な位置に高精度に印刷すること
を可能にするスクリーン印刷用マスクとスクリーン印刷
装置を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明のスクリーン印刷用マスクは、所要の印刷パター
ンに対応する開孔領域を有するスクリーンが、円形の開
口部を有する枠体に前記スクリーンの開孔領域が前記開
口部に位置するよう張着されていることを特徴としてい
る。

また、本発明のスクリーン印刷装置は、所要の印刷パタ
ーンに対応する開孔領域を有するスクリーンが円形の開
口部を有する枠体に前記スクリーンの開孔領域が前記開
口部に位置するよう張着されたスクリーン印刷用マスク
と、ｘｙｚ方向への移動能と回転能とを有する被印刷物
の載置台と、前記スクリーン印刷用マスクのスクリーン
面と被印刷物との間に配置されかつこの印刷位置から前
記スクリーン印刷用マスクによって設定される印刷位置
外に取出可能な光学的に透明な部材からなる位置合せ板
とを具備し、この位置合せ板上面に形成された印刷パタ
ーンによって前記被印刷物の位置合せを行うことを特徴
としている。

（作　用） 本発明のスクリーン印刷用マスクは、枠体の円形の開口
部にスクリーンの開孔領域が位置するように張着されて
いるため、スクリーンの張力が均一化され、スキージに
よって印圧を加えながら印刷する際にスクリーンの伸び
が均一化されて印刷ゆがみの発生が防止される。

また、本発明のスクリーン印刷装置においては、上述の
スクリーン印刷用マスクによる作用とともに、光学的に
透明な部材からなる位置合せ板上に予めスクリーン印刷
用マスクの印刷パターンを印刷しておけば、この位置合
せ板上力から位置合せ板上に形成された印刷パターンと
被印刷物の所定の印刷面とを、たとえば光学的に位置合
せすることが可能となり、印刷位置のずれが解消され、
高精度の印刷が可能となる。

（実施例） 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は、本発明の一実施例のスクリーン印刷用マスク
を示す図であり、このスクリーン印刷用マスク２１は、
直径的４０ＩＩｌｆｆｌの円形の開口部２２ａを有する
円筒状の枠体２２の一端面に、開口部２２ａにスクリー
ン２３に形成された所要の印刷パターンの開孔領域が位
置するよう張着されて構成されている。スクリーン２３
としては、厚さ２０μｍ程度のニッケル電鋳による金属
スクリーンが好適しており、また枠体２２の材質として
はステンレス鋼のような金属部材が強度があり好適して
いる。

このような円形のスクリーン印刷用マスク２１の作製は
、たとえば第２図に示すように、スクリーン２３をその
外周で挟持可能な円筒状の挟持冶具２４に固定しつつ枠
体２２の一端面上に、た占えばエポキシ系接着剤のよう
な接着層２６を介して所定の位置に載置し、枠体２２の
外側に位置し挟持治具２４の内側となるスクリーン２３
部分にこの部分に対して圧力を印加可能な凸部を有する
押し治具２５を載置して、この押圧治具２５の自重や図
中矢印で示したように、スクリーン２３に外側への張力
が働くように圧力を加えながら接着する。これによって
、容易にスクリーン２３の張力を均一にした状態で枠体
２２に張着することができる。

また、第３図は本発明の一実施例のスクリーン印刷装置
の構成を示す図であり、被印刷物３１の載置台となる昇
降ステージ３２は、水平方向および回転角度を任意に変
えられる位置合せテーブル３３に昇降可能に取付けられ
ており、この位置合せテーブル３３は、基台３４上に設
置されている。

被印刷物３１は、昇降ステージ３２上面に粘着剤３５な
どによって取り付けられる。

被印刷物３１の上方には、透明ポリエステルフィルムの
ような光学的に透明な素材からなる位置合わせ板３６が
被印刷物３１の上面とほぼ平行となるように配置されて
いる。この位置合わせ板３６は、スクリーン印刷用マス
ク２１によって設定される印刷位置外に反転して取出せ
るように反転主軸３７によって枠台３８に取付けられた
位置合わせ枚用取付は枠３９の貫通孔３９ａ上に設置さ
れている。

この位置合わせ板３６の上方には、所定の間隔たとえば
２０μｍ〜５０μＩ程度の間隔を設けて前述した実施例
のスクリーン印刷用マスク２１が、このスクリーン２３
に形成された開孔領域が被印ＩＩＩ物３１の印刷面と対
向するよう配置されている。

このスクリーン印刷用マスク２１は、位置合せ板３６に
よる位置合せ時に障害とならないように、反転するよう
反転主軸４０によって枠台４１に取付けられたスクリー
ンマスク用取付は枠４２の円形凹部に固定されている。

上記構成のスクリーン印刷装置による位置合せおよび印
刷は以下の手順に従って行われる。

すなわちまず、昇降テーブル３２上面の所定の位置に被
印刷物３１、たとえば半導体素子を固定する。そして、
位置合せ板３６およびスクリーン印刷用マスク２１を被
印刷物３１上方の所定位置に配置する。次に、スクリー
ン印刷用マスク２１のスクリーン２３上に銀ベーストな
どの導電性ペースト４３を置き、スキージ４４により所
定の印圧を加えてスクリーンを位置合せ板３６上面に当
接させながら印刷を行う。この後、スクリーン印刷用マ
スク２１をスクリーンマスク用取付は枠４２とともに図
中矢印ａで示すように位置合せ時の障害とならない位置
に移動させる。

次いで、位置合せ板３６の上方から　１００倍顕微鏡な
どによって光学的に、被印刷物の３１の印刷位置が正確
な位置となるように位置合せテーブル３３によって位置
合せを行う。

そして、位置合わせ板３６を位置合わせ板用取付は枠３
９とともに、図中矢印すで示したように、印刷位置外に
反転させる。次いで、スクリーン印刷用マスク２１を被
印刷物３１上方の所定の印刷位置に復帰させた後、被印
刷物３１の印刷面とスクリーン印刷用マスク２１のスク
リーン面とが所定の間隔、たとえば０μ１１〜２０μ■
の間隔となるように被印刷物３１を上方に移動させ、上
記位置合わせ板３６への印刷と同様に被印刷物３１の印
刷面に印刷を行う。

上記動作説明からも明らかなように、この実施例のスク
リーン印刷装置によれば、スクリーンの印刷パターンと
なる開孔領域と被印刷物上の印刷位置とを光学的に位置
合せすることができ、印刷位置ずれの発生を有効に防止
することができる。

また、スクリーンに対する張力が均一な円形のスクリー
ン印刷用マスクを使用することによって、スキージでス
クリーンに印圧を加えた際のスクリーンの伸びが均一化
されて印刷ゆがみが防止できる。したがって、半導体素
子のような小形部品表面への高密度な印刷も高精度に行
うことが可能になる。

なお、上記実施例では小形部品への印刷に適用したスク
リーン印刷マスクおよびスクリーン印刷装置について説
明したが、当然ながら大面積への印刷に際しても高精度
な印刷が可能となり、効果的である。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明のスクリーン印刷用マスクに
よれば印刷ゆがみが軽減され、また本発明のスクリーン
印刷装置によればさらに印刷位置のずれも低減される。

したがって、半導体素子表面への印刷のような微小面積
への高密度の印刷も高精度に行える。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のスクリーン印刷用マスクを
概略的に示す斜視図、第２図はその作製状態の一部を示
す断面図、第３図は本発明の一実施例のスクリーン印刷
装置の構成を示す断面図、第４図は従来のスクリーン印
刷用マスクを概略的に示す斜視図、第５図はその作製状
態の一部を示す断面図、第６図は従来のスクリーン印刷
装置の構成を示す断面図、第７図はその位置合せ状態を
示す平面図である。 ２１・・・・・・・・・スクリーン印刷用マスク２２・
・・・・・・・・枠体 ２３・・・・・・・・・スクリーン ３１・・・・・・・・・被印刷物 ３２・・・・・・・・・昇降テーブル ３３・・・・・・・・・位置合せテーブル３６・・・・
・・・・・位置合せ坂 出願人　　　　　　株式会社　東芝 代理人　弁理士　　須　山　佐　− 第　　２シーｊ 第４図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）所要の印刷パターンに対応する開孔領域を有する
   スクリーンが、円形の開口部を有する枠体に前記スクリ
   ーンの開孔領域が前記開口部に位置するよう張着されて
   いることを特徴とするスクリーン印刷用マスク。
2. （２）所要の印刷パターンに対応する開孔領域を有する
   スクリーンが円形の開口部を有する枠体に前記スクリー
   ンの開孔領域が前記開口部に位置するよう張着されたス
   クリーン印刷用マスクと、ｘｙｚ方向への移動能と回転
   能とを有する被印刷物の載置台と、前記スクリーン印刷
   用マスクのスクリーン面と被印刷物との間に配置されか
   つこの印刷位置から前記スクリーン印刷用マスクによっ
   て設定される印刷位置外に取出可能な光学的に透明な部
   材からなる位置合せ板とを具備し、この位置合せ板上面
   に形成された印刷パターンによって前記被印刷物の位置
   合せを行うことを特徴とするスクリーン印刷装置。