JPH10100374A - スクリーン印刷用メタルスキージ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スクリーン面に対するダメージを低減しなが
ら安定した印刷を行うことができると共に、安価に製造
することができるスクリーン印刷用メタルスキージ及び
その製造方法を提供すること。 【解決手段】 メタルスキージ１１の印刷方向とは逆側
の先端部に、エッチングによりテーパ面１１ａを形成す
る。これにより、スキージ先端部１１ｂはテーパ面１１
ａの方向に弾性変形し易くなるため、小さな印圧でも安
定した印刷が可能となり、またスクリーン面に対するダ
メージをも低減することができる。さらに、ステンレス
鋼や銅等の一般板材で高精度なメタルスキージ１１を安
価に、かつ大量に製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被印刷物に対し所
定のスクリーンパターンを有する金属製のスクリーン版
を介して粘性印刷材料を印刷するスクリーン印刷用メタ
ルスキージ（ｍｅｔａｌ ｓｑｕｅｅｇｅｅ）及びその
製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】スクリーン印刷は、例えば、プリント配
線基板上への電子部品の実装作業に先行して行われるハ
ンダペーストの印刷に用いられる。ハンダペーストはハ
ンダ合金粉末と高粘度液状フラックスとを混合してクリ
ーム状にしたものであり、所定のスクリーンパターンを
有するスクリーン版を介して基板上に塗布される。この
スクリーン印刷には機械的強度等の点で優れた金属製の
スクリーン版およびスキージが広く用いられ、以下、こ
れらをそれぞれメタルスクリーンおよびメタルスキージ
と称して説明する。

【０００３】図１０を参照して、メタルスキージ１は、
その先端部１ｂをメタルスクリーン２のスクリーン面２
１に対して一側方に所定角度（例えば６０度）傾斜させ
た状態で、スクリーン面２１に圧力（印圧）を加えなが
ら矢印Ａの印刷方向に摺動させることにより、メタルス
クリーン２のスクリーンパターンを形成する孔４を介し
て基板３上にハンダペーストＳを塗布するものである。

【０００４】ハンダペースト印刷工程に導入されるプリ
ント配線基板３の印刷面には、その前工程において施さ
れたソルダレジストやシルク印刷によるインク等による
２０μｍ〜８０μｍ程度の凹凸が存在するので、ステン
レス鋼で成る厚さ約１００μｍのメタルスクリーン２
は、印刷時にこれら基板３の凹凸により局所的に上方へ
と押し上げられる（図１１または図１２参照）。そこ
で、図１１および図１２に示すように、プリント配線基
板３の印刷面の凸部３ａにより盛り上がったメタルスク
リーン２の凸部２ａをメタルスキージ１が通過すると、
両者の間にギャップｇが生じることにより印刷不良を引
き起こしてしまう。これを防ぐために、従来よりメタル
スキージ１に大きな印圧を加えながら印刷を行わせるこ
とにより、上記ギャップｇを小さく抑制するようにして
いる。そのため、従来のメタルスキージ１は、耐摩耗性
に優れた特殊鋼（超硬合金）で製造し、その耐久性を高
めている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
メタルスキージの先端部には、高い精度の平坦度・平面
度が要求されるのであるが、上述した従来のメタルスキ
ージ１は、その生産に際して、素材（原材料）も含め
て、スキージ先端部１ｂの微細加工を放電加工等で行っ
ているので、非常に高コストであるという問題がある。
さらに、スキージ先端部１ｂには、摩擦抵抗を小さくし
て安定な印刷を行わせるために、商品名テフロンで広く
知られるポリテトラフルオロエチレン等のコーティング
処理が施されるのであるが、これもまた、メタルスキー
ジ１を高コストとしている原因となっている。

【０００６】さらに、超硬合金製のメタルスキージ１に
より高い印圧でもって摺接作用を受けるメタルスクリー
ン２のスクリーン面２１においては、その傷みは大き
く、特に上述したようなプリント配線基板３側から盛り
上げられた突部２ａにおいて著しい。すなわち、従来の
メタルスキージ１を用いて安定な印刷を行わせるにはメ
タルスクリーン２側のダメージが大きいという問題があ
る。

【０００７】特開平６−２１０８２９号公報には、スク
リーン面と摺動する際の摩擦を最小限にするため、スキ
ージ先端部を丸く（断面円弧状に）形成することにより
スクリーン面との接触面積を小さくし、安定な印刷を行
うと共に、スクリーン面が容易に傷つくのを防止するこ
とができるとしたメタルスキージが開示されている。し
かしながら、上記公報中にはその作製方法は記載されて
いないが、このスキージ先端部は後加工により機械研磨
等して丸く形成されるものと考えられる。

【０００８】すなわち、通常、薄板状母材から複数枚の
メタルスキージが型取られるのであるが、従来のメタル
スキージはその製造にあたって、スキージの外形線とな
る加工線に沿って放電加工や機械加工により母材から分
離し、その後、先端部に表面処理や後加工を施すように
している。しかし、この後加工がメタルスキージの生産
コストを高くしているという問題があり、また、大量生
産にも向かない。

【０００９】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、メタ
ルスクリーンのスクリーン面に与えるダメージを低減し
ながら安定した印刷を行うことができると共に、安価
に、かつ大量に製造することができるスクリーン印刷用
メタルスキージ及びその製造方法を提供することを課題
とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】以上の課題は、先端部を
金属製のスクリーン版上面に対し一側方に傾斜させた状
態で圧力を加えながら該一側方に摺動させることによ
り、粘性印刷材料を前記スクリーン版を介して該スクリ
ーン版の直下方に配設される被印刷物の印刷面に塗布す
るスクリーン印刷用メタルスキージにおいて、前記先端
部の前記一側方とは逆側に、テーパ面を形成したことを
特徴とするスクリーン印刷用メタルスキージ、によって
解決される。

【００１１】また以上の課題は、金属製の薄板状母材の
一表面に形成された加工線に沿って、前記薄板状母材を
前記一表面からエッチング加工又はレーザ加工により切
断して製造されることを特徴とするスクリーン印刷用メ
タルスキージの製造方法、によって解決される。

【００１２】印刷方向とは逆側の先端部にテーパ面を形
成することにより、先端部がテーパ面側に弾性変形し易
くなるので、小さな印圧でも安定した印刷を可能とする
ので、スクリーン面に与えるダメージを低減することが
できると共に、メタルスキージ自体の材質をステンレス
鋼や銅等の一般板材でもって作製することができる。ま
た、このメタルスキージの作製にあたっては、エッチン
グ加工又はレーザ加工により加工面すなわち切断面をテ
ーパ状にすることができ、しかも、その加工精度は±５
μｍ程度と高いので、後加工なしで実使用可能な状態と
することができる。したがって、高精度のメタルスキー
ジを大量かつ安価に製造することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】メタルスキージの印刷方向とは逆
側の先端部にテーパ面を形成する。これにより、先端部
が印刷面の凹凸に対してスムーズに追従、すなわち弾性
変形できるようになるので、スクリーン面に対する圧
力、すなわち印圧を小さくしても安定した印刷が可能と
なると共に、スクリーン側に与えるダメージをも低減す
ることができる。

【００１４】メタルスキージの製造方法については、先
ず、金属製の薄板状母材の一表面に感光性レジストを塗
布した後、フォトリゾグラフィ（露光）を行って、レジ
スト中に加工線としての溝を形成する。この加工線はメ
タルスキージの外形線に相当するものであり、この加工
線に沿って薄板状母材をエッチング加工により切断す
る。加工面すなわち切断面は、エッチングの作用により
テーパ状となり、しかも、その平坦度は±５μｍ程度と
高精度なものとなり、後加工なしで実使用可能である。

【００１５】なお、加工線を長方形状、または長方形の
うち１つの長辺が対向する他の長辺に対して凸もしくは
凹なる円弧形である形状を描くように形成すれば、これ
らの形状を呈したメタルスキージを得ることができる。
特に、印刷面が曲面である被印刷物においても、安定し
たスクリーン印刷を実現することができるメタルスキー
ジを容易に製造することができる。

【００１６】以上、エッチング加工によるメタルスキー
ジの製造方法について説明したが、レーザ加工によって
製造しても同様である。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例によるスクリーン印刷
用メタルスキージ及びその製造方法について図面を参照
して説明する。

【００１８】図１は本実施例によるメタルスキージ１１
の正面図を示し、図２はその先端部１１ｂの拡大断面図
である。メタルスキージ１１は、本実施例では全長ａが
２４５ｍｍ、高さｂが２５ｍｍ、厚さｃが０．１５ｍｍ
のステンレス鋼製で、その上方部には所定間隔でスキー
ジ固定用のねじ挿通孔ｈ、ｈ、…、が形成されている。

【００１９】図２に示すように、本実施例によるメタル
スキージは、図中左側をスキージ１１の印刷方向である
とすると、それとは逆側の先端部にテーパ面１１ａが形
成されており、このテーパ面１１ａのスキージ先端部１
１ｂからの高さｄは、３０μｍ〜１００μｍ（０．０３
ｍｍ〜０．１０ｍｍ）である。本実施例ではスキージ先
端部１１ｂを含むテーパ面１１ａの形成はエッチングに
より行われる。以下、このメタルスキージ１１の作製方
法について図８および図９を参照して説明する。

【００２０】本実施例によるメタルスキージ１１は、厚
さ０．１５ｍｍのステンレス鋼で成る薄板状母材Ｍの一
表面に感光性レジストＲを塗布した後、フォトリゾグラ
フィ（露光）を行って、レジスト中に加工線としての溝
Ｔを形成する。この溝Ｔは、本実施例では長方形状であ
り、またメタルスキージ１１の外形線に相当し、薄板状
母材Ｍで複数枚のメタルスキージ１１を得るようにして
いる。そして、この面にエッチング液として酸化第二鉄
溶液を噴霧し、レジストＲのない溝Ｔに沿って薄板状母
材Ｍをエッチング加工により切断する。このとき、図９
に示すように、薄板状母材Ｍの切断面Ｍａは、エッチン
グの作用によりテーパ状となる。その後、母材Ｍから分
離することにより、メタルスキージ１１を得るようにし
ている。

【００２１】本実施例によるスクリーン印刷用メタルス
キージ１１は以上のようにして構成、製造されるのであ
るが、次にこの作用について説明する。

【００２２】図３に示すように、本実施例によるメタル
スキージ１１は、従来と同様にスクリーン面２１に対し
て所定角度（例えば６０度）傾斜させて、圧力を加えな
がら符号Ａで示す印刷方向に摺動させることにより印刷
を行う。図４および図５に示すように、メタルスキージ
１１がスクリーン面２１上の凸部２ａを通過する際は、
スキージ先端部１１ｂが全体としてスクリーン面２１と
の接触状態を保ったまま、このうち凸部２ａに対応する
部分のみ後方（テーパ面１１ａの方向）に弾性変形させ
る。このとき、本実施例によればテーパ面１１ａの形成
によりスキージ先端部１１ｂの弾性変形を容易に行わせ
ることができるので、スクリーン面２１に対する印圧を
大きくすることなく安定した印刷が可能となる。したが
って、スクリーン面２１に対するダメージを従来より大
幅に低減することができ、ひいてはメタルスクリーン２
の長寿命化を図ることができる。

【００２３】また、本実施例によれば、±５μｍ程度の
高精度な平坦度を有したメタルスキージ１１を一度の加
工工程のみで大量に作製することができるので、従来よ
りも大幅に製造コストを低減することができる。

【００２４】以上述べたように、本実施例によれば、ス
キージ先端部の弾性変形能を増大させることにより小さ
な印圧でも安定した印刷を行わせることができるので、
従来用いられていた超硬合金のような高い耐摩耗性を有
さないステンレス鋼や銅等の一般板材でメタルスキージ
１１を作製しても、安定した印刷を行わせることができ
る。よって、低コストのメタルスキージを作製すること
ができる。また、エッチングといった化学的微細加工法
により高精度のメタルスキージを大量かつ安価に作製す
ることができ、また加工による残留応力の発生のおそれ
もない。

【００２５】なお、本実施例では先端部の片側にのみテ
ーパ面１１ａを形成したメタルスキージ１１を作製した
が、図１３に示すように、エッチング加工によって先端
部の両側にテーパ面５ａ、５ａを形成したメタルスキー
ジ５を別途作製して、上述した片側テーパのメタルスキ
ージ１１と同様な印刷特性が得られるかどうか調べてみ
た（図１４参照）。しかし、印刷時にハンダペーストＳ
中のハンダ粒子Ｓａがテーパ面５ａとスクリーン面２１
との間でつぶれ、このつぶれたハンダ粒子Ｓａが図１５
に示すようにスキージ先端部に付着、堆積していしま
い、見かけ上、スキージ先端部が凹凸となって、最終的
に印刷不可能な状態になってしまった。

【００２６】以上、本発明の実施例について説明した
が、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明
の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。

【００２７】例えば以上の実施例では、メタルスキージ
１１のテーパ面１１ａはエッチングにより形成するよう
にしたが、これに代えて、レーザ加工により形成するよ
うにしても上述の実施例と同様な効果を得ることができ
る。この場合、１０〜２０μｍのテーパ高さｄ（図２参
照）が得られる。

【００２８】また、エッチングにより、図６および図７
に示すような湾曲したスキージ先端部１５ａ、１６ａを
有するメタルスキージ１５、１６をも容易に作製するこ
とが可能である。この場合、薄板状母材Ｍに形成する加
工線Ｔを、長方形のうち１つの長辺が対向する他の長辺
に対して凸または凹なる円弧形である形状を描くように
形成すればよい。これにより、印刷面が曲面である被印
刷物であっても、安定したスクリーン印刷を実現するこ
とができるメタルスキージを容易に製造することができ
る。

【００２９】さらに、以上の実施例ではプリント配線基
板上へのハンダペースト印刷に適用した場合を説明した
が、これだけに限らず、メタルスクリーンを使用した一
般のスクリーン印刷（インク、塗料等）にも、本発明は
適用可能である。

【００３０】さらにまた、実施例の中でも述べたが、メ
タルスキージの材質はステンレス鋼に限られず、銅、ア
ルミニウム合金等の一般板材であっても、本発明は適用
可能であり、またメタルスキージの全長、高さ、厚さも
上述の実施例に限られることなく、適宜、変更可能であ
る。

【００３１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明のスクリーン
印刷用メタルスキージ及びその製造方法によれば、スク
リーン面に与えるダメージを低減しながらも、安定した
印刷特性を備えたメタルスキージを低コストで、かつ一
度の加工工程のみで大量に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるスクリーン印刷用メタル
スキージの正面図である。

【図２】同先端部の部分拡大断面図である。

【図３】同作用を説明するための部分断面図である。

【図４】同作用を説明するための正面図である。

【図５】図４における要部の部分断面図である。

【図６】本発明の変形例を示す正面図である。

【図７】本発明の他の変形例を示す正面図である。

【図８】本発明の実施例によるスクリーン印刷用メタル
スキージの製造方法を説明するための薄板状母材の概略
平面図である。

【図９】図８における要部の拡大断面図である。

【図１０】従来例によるスクリーン印刷用メタルスキー
ジを示す部分断面図である。

【図１１】同作用を説明するための図である。

【図１２】図９における要部の部分断面図である。

【図１３】他の従来例によるスクリーン印刷用メタルス
キージを示す部分断面図である。

【図１４】同作用を説明するための部分断面図である。

【図１５】同作用の結果を示す部分拡大断面図である。

【符号の説明】 ２……メタルスクリーン、３……基板、１１……メタル
スキージ、１１ａ……テーパ面、１１ｂ……スキージ先
端部、２１……スクリーン面、Ｍ……薄板状母材。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端部を金属製のスクリーン版上面に対
   し一側方に傾斜させた状態で圧力を加えながら該一側方
   に摺動させることにより、粘性印刷材料を前記スクリー
   ン版を介して該スクリーン版の直下方に配設される被印
   刷物の印刷面に塗布するスクリーン印刷用メタルスキー
   ジにおいて、 前記先端部の前記一側方とは逆側に、テーパ面を形成し
   たことを特徴とするスクリーン印刷用メタルスキージ。
2. 【請求項２】 前記粘性印刷材料はハンダペーストであ
   り、前記被印刷物はプリント配線基板であることを特徴
   とする請求項１に記載のスクリーン印刷用メタルスキー
   ジ。
3. 【請求項３】 金属製の薄板状母材の一表面に形成され
   た加工線に沿って、前記薄板状母材を前記一表面からエ
   ッチング加工又はレーザ加工により切断して製造される
   ことを特徴とするスクリーン印刷用メタルスキージの製
   造方法。
4. 【請求項４】 前記薄板状母材はステンレス鋼であり、
   前記エッチング加工で用いるエッチング液は酸化第二鉄
   であることを特徴とする請求項３に記載のスクリーン印
   刷用メタルスキージの製造方法。
5. 【請求項５】 前記加工線は長方形、又は長方形のうち
   一つの長辺が対向する他の長辺に対して凸若しくは凹な
   る円弧形である形状、を描くように形成されることを特
   徴とする請求項３又は請求項４に記載のスクリーン印刷
   用メタルスキージの製造方法。