JPH1044372A - スクリーン印刷におけるスキージ機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 印刷する基板上に存在する段差が比較的に大
きい場合にも、確実且つ良好なスクリーン印刷が可能と
なるスキージ機構を提供すること。 【構成】 ワーク基板ｗ上にスクリーン５を配置し、ス
クリーン上のインクを、スキージ７で当該スクリーンを
通過させて、ワーク基板ｗに充填するスクリーン印刷に
おいて、スキージ７は、スキージ移動方向に前後２枚平
行に設け、この２枚のスキージ７，７を用いて印刷を行
う構成のスキージ機構である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワーク基板上にス
クリーンを配置し、スクリーン上のインクをスキージで
当該スクリーンを通過させて前記ワーク基板に充填する
スクリーン印刷において、スキージングの効率化及び高
密度化を図るスキージ機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、家庭用電気製品や電子事務機器
等の多様な電子機器においては、その主要な電子回路
が、所定の回路パターンが形成されたプリント基板上
に、ＩＣチップ等の能動素子を搭載した構造に設けられ
ている。

【０００３】また、プリント基板は、スクリーン印刷法
により形成されることが多い。

【０００４】すなわち、従来より、ワーク基板上にスク
リーンを配置し、スクリーン上のインクをスキージで当
該スクリーンを通過させて前記ワーク基板に充填するス
クリーン印刷法が知られている。このスクリーン印刷法
は、所定のスクリーンパターンを、インキを用いてグリ
ーンシートや焼結セラミック板上に転写する方法とし
て、ＩＣ基板の回路配線や、コンデンサ、圧電体等の電
極や機能素子の形成に多用されている。

【０００５】従来のスクリーン印刷機は、図３に示すよ
うに、構成されている。スクリーン印刷機５０は、所定
の回路パターンが形成された基板ｗを載置する載置テー
ブル５１と、この載置テーブル５１の直上方に配置さ
れ、予めインクｉが載せられるとともに、印刷パターン
が形成されたスクリーン５２と、このスクリーン５２上
のインクｉをに均一に広がらせる（インク・コーティン
グ）スクレッパー５３と、均一化されたインクｉを基板
方向に押圧し、前記スクリーン５２の印刷パターンを通
過させて基板ｗに印刷するスキージ５４と、これらのス
クレッパー５３及びスキージ５４を保持するとともに、
スクレッパー５３を用いてインク・コーティング動作さ
せるとともに、スキージ５４を用いて印刷動作させる図
示を省略した駆動機構とから構成されている。

【０００６】この載置テーブル５１は、厚板鋼鉄素材を
用いて、載置する基板よりも大面積な略四角形状に形成
され、剛性強度を高めて、基板を安定して載置できるよ
うにしている。また、載置テーブル５１は、図示を省略
した駆動機構により、水平に保持されるとともに、同駆
動機構は、水平姿勢のまま、載置テーブル５１を印刷位
置に固定するとともに、基板の供給・排出位置まで、上
下及び水平移動可能に構成されている。

【０００７】また、前記スクリーン５２は、印刷位置に
ある載置テーブル５１に載置された基板の上方に、所定
の間隙距離を設けて配設され、保持部材により、その印
刷移動方向の前端後端を交換可能に保持され、印刷動作
時には、スキージ５４により押圧された箇所が、基板に
接触できるようにしている。そして、このスクリーン５
２には、同基板の回路パターン等に対応して、印刷パタ
ーンが位置決めされて設けられている。更に、このスク
リーン５２の印刷パターンは、スクリーン５２の該当箇
所を、インクｉを通過させる処理が行われて、形成され
ている。

【０００８】スクリーン５２は、所定の合成繊維素材が
用いられ、この合成繊維素材は、スクリーン５２上に載
置されたインクｉを浸透させるが、スキージ５４等で押
圧しないと下面側から押出されないように、インクｉ保
持できる性質を有している。

【０００９】更に、スクレッパー５３は、所定の剛性強
度を有するを金属板を素材として用いて、少なくとも基
板の幅よりも長く、所定厚さを有する長板状に形成さ
れ、駆動機構によって、上下方向及び水平方向に移動可
能に保持されている。

【００１０】すなわち、このスクレッパー５３は、その
長手方向が、載置テーブル５１上に載置された基板の長
手方向に直交する方向に、駆動機構により、上方の基端
を保持され、且つ下方の先端側が水平となるように設け
られている。

【００１１】また、後述する駆動機構により降下移動す
るインク・コーティング動作時において、その移動方向
に対して後側に所定角度を傾斜するように、駆動機構に
固定されて取り付けられている。従って、このようなイ
ンク・コーティング動作時には、スクレッパー５３が、
移動方向に対して後傾する姿勢となっているので、スク
リーン５２上のインクｉを、すくい上げるように移動で
き、スクリーン５２上に均一にインクｉをならして広げ
ることができる。

【００１２】また、このスキージ５４は、所定の弾性強
度を有する合成ゴムを素材として用いて、少なくとも基
板の幅よりも長く、所定厚さを有する長板状に形成さ
れ、スクレッパー５３と同様に、駆動機構によって、上
下方向及び水平方向に移動可能に保持されている。

【００１３】すなわち、このスキージ５４は、スクレッ
パー５３と同様に、その長手方向が、載置テーブル５１
上に載置された基板の長手方向に直交する方向に、駆動
機構により、上方の基端を保持され、且つ下方の先端側
が水平となるように設けられている。

【００１４】また、後述する駆動機構により降下移動す
る印刷動作時において、その移動方向に対して所定に前
側に傾斜するように、駆動機構に固定されて取り付けら
れている。従って、このような印刷動作時には、スキー
ジ５４が、移動方向に対して前傾する姿勢となっている
ので、スクリーン５２上のインクｉを、基板側に押圧す
るようにして移動でき、スクリーン５２の印刷パターン
を通過させて、基板上に均一且つ確実にインクｉを移動
させることができる。

【００１５】これらのスクレッパー５３及びスキージ５
４を所定範囲に駆動する駆動機構は、両者を同時に往復
移動させる移動機構と、両者をそれぞれ個別に上下移動
させる上下動機構とから構成されている。

【００１６】すなわち、この移動機構は、モータ等を駆
動源として、載置テーブル５１上に載置された基板の長
手方向に沿って、少なくとも基板の長さよりも長く、所
定の移動速度で、スクレッパー５３及びスキージ５４を
往復移動させるように構成されている。

【００１７】また、前記上下動機構は、移動機構の往復
移動に連動して、スクレッパー５３及びスキージ５４
を、個別且つ所定の移動箇所で降下移動させる２つの上
下動機構から構成されている。

【００１８】すなわち、この上下動機構は、移動機構に
よる往路移動する場合には、前回の印刷終了時に、スク
リーン５２上の基板に近傍に残留されたインクｉの手前
で、スクレッパー５３をスクリーン５２に接触する程度
に降下させ、スキージ５４を上方に保持するとともに、
基板の通過直後に、スクレッパー５３を上昇させるよう
にしている。従って、このようにスクレッパー５３によ
るインク・コーティング処理を行うとともに、基板近傍
に、コーティング処理で余ったインクｉを残留させるよ
うにしている。

【００１９】また、上下動機構は、移動機構による復路
移動する場合には、直前の往路移動によってスクリーン
５２上の基板に近傍に残留されたインクｉの手前で、ス
キージ５４を、スクリーン５２を介して基板に、所定の
押圧力で接触する程度に降下させ、スクレッパー５３を
上方に保持するとともに、基板の通過直後に、スキージ
５４を上昇させるようにしている。従って、このように
スキージ５４による印刷処理を行うとともに、基板近傍
に、印刷処理で集められたインクｉを残留させるように
している。

【００２０】そして、このように構成されたスクリーン
５２印刷機は、その駆動機構による往路移動時に、スク
レッパー５３を用いてインク・コーティング動作処理さ
せるとともに、復路移動時に、スキージ５４を用いて印
刷動作処理させて、単一のスクリーン印刷が行われてい
る。

【００２１】すなわち、往路移動時には、スクリーン５
２上に僅かに接触するが、基板にはスクリーン５２を介
して接触しない程度に、スクレッパー５３が降下され、
このスクレッパー５３の移動により、スクリーン５２上
に均一にインクｉを広がらせる。

【００２２】また、復路移動時に、スキージ５４によ
り、スクリーン５２上に均一に広がったインクｉを、基
板方向に押圧し、スクリーン５２の印刷パターン面を通
過させて、基板上にインクｉを塗布している。すなわ
ち、基板にスクリーン５２を介して適度な押圧力を持っ
て接触する程度に、スキージ５４が降下され、復路移動
する。

【００２３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のスク
リーン印刷法おいては、基板の印刷面に設けられた回路
パターン等による段差が比較的に大きなもの（７０μｍ
以上）に対しては、印刷不良となる不都合があり、特に
大きなもの（１００μｍ以上）に対しては、印刷不良が
顕著となる不都合が生じていた。

【００２４】基本的には、スキージによる一方向、且つ
単一の印刷動作によって印刷しているので、この印刷移
動方向に対して、段差の後側となる部分のインク充填性
が極めて悪いものであった。

【００２５】また、近年、各種電子機器の機能向上や小
型化が促進され、印刷密度や精度等に対する要請も高度
化している。すなわち、このような機能向上や小型化
は、基板上に形成する回路パターンのプリント配線を、
多層化したり高密度化して実現しているので、基板の厚
さが増加したり、基板の表面と背面に形成されたプリン
ト配線の電気的な導通を図るスルーホール径が小さくな
ってしまう。

【００２６】特に、このスルーホール内には、表面から
背面までに行き渡る十分な導通材料を充填して、確実に
電気的な導通を図る必要があるが、通常のスルーホール
でも、基板の厚さが１ｍｍ以上のものや、スルーホール
の直径が０．３ｍｍ以下のもの、特に、これらの両条件
が重なったものに対しては、十分な充填性が得られない
不都合があった。

【００２７】そこで、基板に、２度重ねて印刷をする手
法も考えられるが、スクリーン上の印刷パターンと、基
板上の印刷面との対応関係を完全に同一にできないの
で、印刷品質が低下してしまう。更に、生産効率的に
も、作業手順が多いので、低いという不都合があった。

【００２８】本発明は、前記問題点に鑑みてなされたも
のであり、簡素な構成及び手順によって、基板の電気的
な導通を図るスルーホール径が比較的に小さい場合や、
基板の厚さが大きい場合にも、スルーホールに確実且つ
良好なインク充填が可能なスクリーン印刷におけるスキ
ージ機構を提供することを目的とする。

【００２９】

【課題を解決するための手段】本発明は、ワーク基板上
にスクリーンを配置し、スクリーン上のインクを、スキ
ージで当該スクリーンを通過させて、前記ワーク基板に
充填するスクリーン印刷において、前記スキージは、ス
キージ移動方向に前後２枚平行に設け、この２枚のスキ
ージを用いて印刷を行う構成のスキージ機構である。

【００３０】このように、スキージ移動方向に前後２
枚、スキージを平行に設け、この２枚のスキージを用い
て印刷を行うと、凹凸段差が１００μｍ以上の大きい段
差を有する印刷物に対してインクの充填性が良好で、不
良率も従来の５０％減となる等、品質の安定性が向上
し、製品加工スピードは従来の５０％増となる結果を得
ている。

【００３１】従って、本発明によれば、印刷する基板上
に存在する段差が比較的に大きい場合にも、確実且つ良
好なスクリーン印刷が可能となる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明に係る具体例を図
１及び図２に基づいて説明する。

【００３３】本例のスクリーン印刷機１は、図１に示す
ように、図示を省略した床面に配設されたベース台座上
に、図示を省略した駆動機構により保持され、スクリー
ン印刷する基板ｗを載置する略四角形状の載置テーブル
３と、ベース台座に固定された保持部材５ａによって載
置テーブル３の上方に保持され、印刷パターンが形成さ
れたスクリーン５と、この載置テーブル３の周囲を囲ん
で配置された枠フレーム部材６と、この枠フレーム部材
６に設けられ、印刷動作する長板状ゴム製のスキージ７
及び、インク・コーティング動作するスクレッパー１０
を往復移動させる往復駆動機構８と、この移動方向に応
じて同移動途中にスキージ７及びスクレッパー１０の一
方を、その専用な所定範囲内に下降・上昇させる上下動
機構と、図示を省略したが、これらの機構の動作状態を
判別し、連係動作させて、自動的にスクリーン印刷する
総合制御部とから構成されている。

【００３４】尚、基板ｗの表面及び背面には、予め銅箔
等を用いて、所定のプリント配線から構成された回路パ
ターン等が形成されるとともに、プリント配線の所定箇
所には、基板の表面と背面に形成されたプリント配線の
電気的な導通を図るスルーホールが設けられているもの
とする。また、この銅箔による回路パターンの少なくと
も一部は、比較的に厚いものであり、基板上の印刷面に
は、通常よりも大きな段差部が形成されているものとす
る。更に、スルーホールの直径は、通常と同じだが基板
の厚さが比較的に厚いもの、又は、スルーホールの直径
が、比較的に小さいもの、更には、これらの両条件が重
なったものとする。

【００３５】また、この基板ｗの印刷面に塗布されるイ
ンクｉは、粒子状の銀等の導通素材を揮発性溶液に溶か
したものであり、通常のインクと同様の所定の粘性度を
備えており、乾燥して固化すると、印刷又は充填された
基板ｗの箇所の電気的な導通を図れるようにしている。
すなわち、主に、このインクは、前述したスルーホール
内に充填されるようになっている。

【００３６】更に、このようなインクｉが、スクリーン
印刷機１の印刷動作に先立って、予めスクリーン５上に
載置され、そのインク量は、基板上に印刷する厚みや、
インクを充填するスルーホールの数等に応じた量が設定
されている。

【００３７】そして、本スクリーン印刷機１のダブル・
スクリーン印刷によって、この基板の表面及び背面に銅
箔を用いて形成された回路パターンのプリント配線の所
定箇所に設けられたスルーホール内に、インクｉを十分
且つ確実に充填して、印刷するようにしている。

【００３８】この基板ｗを載置する載置テーブル３は、
厚板鋼鉄素材を用いて、載置する基板ｗよりも大面積な
略四角形状に形成され、剛性強度を高めて、基板ｗを安
定して載置できるようにしている。また、載置テーブル
３は、図示を省略した駆動機構により、水平に保持され
るとともに、同駆動機構は、この水平姿勢のまま、載置
テーブル３を印刷位置に固定するともに、基板ｗの供給
・排出位置まで、上下及び水平移動可能に構成されてい
る。

【００３９】更に、この載置テーブル３には、その剛性
強度を極度に低下させない程度に、等間隔に小径の貫設
孔３ａが、多数、整列されて設けられるとともに、この
載置テーブル３の下方には、図示を省略した発光部が設
けられており、これにより、載置する基板ｗの位置決め
を容易に行えるようにしている。すなわち、これらの位
置決め用貫設孔３ａを通過した光を、所定に遮るように
基板ｗを載置することによって、基板ｗの位置決めを行
うことができるようにしている。

【００４０】この載置テーブル３の上方に配置されたス
クリーン５は、従来と同様に、その平面形状が、少なく
とも基板ｗよりも大きな面積を有した略四角形状に形成
されている。また、このスクリーン５は、印刷位置に固
定された載置テーブル３に載置された基板ｗの上方に、
所定の間隙距離を設けて配設されるとともに、同基板ｗ
の回路パターン等に対応して、基板ｗに印刷パターンが
対向するように、水平方向に位置決めされて設けられて
いる。

【００４１】すなわち、このスクリーン５は、保持部材
５ａにより、その印刷移動方向の前端後端を、容易な交
換可能に保持されている。従って、後述するスキージ７
の移動による印刷時には、スクリーン５が、その周囲全
体では無く、その印刷移動方向の前端後端を保持されて
いるので、スキージ７により押圧された箇所が、基板ｗ
に接触できるようにしている。

【００４２】また、スキージ７の印刷移動方向に対し
て、後端側となる保持部材５ａは、スキージ７の印刷移
動と連動して、上昇するように構成されている。従っ
て、スキージ７が通過した印刷直後のスクリーン５の該
当箇所は、基板ｗから浮き上がって離れるので、基板ｗ
の印刷終了面を汚さないようにしている。

【００４３】更に、このスクリーン５は、所定の合成繊
維素材が用いられ、この合成繊維素材は、スクリーン５
上に載置されたインクｉを、所定に浸透させるが、スキ
ージ７等で押圧しないと下面側から押出されないよう
に、保持できる性質を有している。また、このスクリー
ン５に形成された印刷パターンは、載置テーブル３上に
載置される基板ｗの印刷面に対応し、基板ｗのインクｉ
を塗布したい箇所に対応した箇所が、インクｉを通過し
やすく処理されて形成されている。

【００４４】従って、予めスクリーン５に載置されたイ
ンクｉは、従来と同様に、スクリーン５上を僅かに接触
して、インク・コーティング移動するスクレッパー１０
によって、スクリーン７上に均一にならされて広げられ
るとともに、スクリーン５上を所定に押圧しつつ印刷移
動するスキージ７によって、スクリーン５の印刷パター
ンを通過して、基板ｗ上に移動するようになっている。

【００４５】また、前記枠フレーム部材６は、平面視が
載置テーブル３と同様な略四角形状に形成され、載置テ
ーブル３の周囲を囲み且つ上方に、剛性強度が高い鋼鉄
素材を用いた枠部材により構成され、その上下面が、水
平に保持されるとともに、開口されている。

【００４６】更に、枠フレーム部材６は、その印刷移動
方向に沿った一端をベース台座に水平に軸支され、この
軸を中心に、他端側を上方に引き上げられるように構成
され、その下側に位置するスクリーン５の交換作業や確
認作業を容易に行えるようにしている。

【００４７】このスキージ７は、所定の弾性強度を有す
る合成ゴムを素材として用いて、所定厚さを有する長板
状に形成されている。また、このような各スキージ７に
固有の弾性強度や厚さは、印刷条件に最適なものが、用
いられている。すなわち、印刷時には、スクリーン５を
介して、基板ｗに当接するスキージ７の下方の先端側
が、所定に曲げられ、インクｉを押圧しスクリーン５を
浸透させて印刷するのに最適な先端角度になるような、
スキージ７に交換して用いている。

【００４８】また、このスキージ７は、スキージホルダ
ー９を介して、保持軸に取り付けられている。このスキ
ージホルダー９は、横断面形状が下方に開口した略コ字
形状に形成され、この開口距離は、少なくともスキージ
７の基端の厚みよりも大きく設定されるとともに、同開
口距離を増減させるハンドル９ａが取り付けられてい
る。すなわち、このハンドル９ａは、従って、この開口
部分に、スキージ７の基端を差込み、ハンドル９ａを所
定方向に回転させることにより、開口距離を減少して、
スキージホルダー９によって、強固にスキージ７を挾持
して保持するとともに、容易に損耗したスキージ７や印
刷条件に最適なスキージ７に交換できるようにしてい
る。

【００４９】そして、本例では、スキージ７は、スキー
ジ移動方向に前後２枚平行に設けられ、この２枚のスキ
ージを用いて印刷を行う構成のスキージ機構である。

【００５０】また、これらのスキージ７，７は、図示を
省略した各種手段により、それぞれ、個別に、最適な傾
斜角度、この傾斜角度を維持する力、基板側への押圧
力、スキージ弾性強度等が、設定されている。

【００５１】従って、印刷時には、この印刷移動方向の
前方に位置するスキージによって、スルーホール内にあ
る程度のインクが充填され、更に、このスキージに後続
する第２のスキージにより、インクの充填が補強される
ので、スルーホールが連通する基板の表面及び背面ま
で、十分にインクを充填することができる。

【００５２】また、第１のスキージの直後に、第２のス
キージが後続するようにして、印刷しているので、スク
リーンの印刷パターンと、基板の印刷面との対応関係が
狂うこと無く、印刷精度を保つことができる。

【００５３】尚、このようなスキージ７、スクレッパー
１０及び、これらを個別に上下動する機構、並びに、印
刷動作及びインク・コーティングは、従来と同様なの
で、説明を省略することにする。

【００５４】このように、スキージ移動方向に前後２
枚、スキージを平行に設け、この２枚のスキージを用い
て印刷を行うと、凹凸段差が１００μｍ以上の大きい段
差を有する印刷物に対してインクの充填性が良好で、不
良率も従来の５０％減となる等、品質の安定性が向上
し、製品加工スピードは従来の５０％増となる結果を得
ている。

【００５５】従って、本例の構成によれば、印刷する基
板上に存在する段差が比較的に大きい場合にも、確実且
つ良好なスクリーン印刷が可能となる。

【００５６】また、基板の電気的な導通を図るスルーホ
ール径が比較的に小さい場合や、基板の厚さが大きい場
合、及びこれらの両条件が重なった場合にも、スルーホ
ールに確実且つ良好なインク充填が可能となる。

【００５７】このようにして、本例のスキージ機構によ
れば、印刷する基板上に存在する段差が比較的に大きい
場合にも、確実且つ良好なスクリーン印刷が可能とな
る。

【００５８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、ワーク
基板上にスクリーンを配置し、スクリーン上のインク
を、スキージで当該スクリーンを通過させて、前記ワー
ク基板に充填するスクリーン印刷において、前記スキー
ジは、スキージ移動方向に前後２枚平行に設け、この２
枚のスキージを用いて印刷を行う構成のスキージ機構で
ある。

【００５９】このように、スキージ移動方向に前後２
枚、スキージを平行に設け、この２枚のスキージを用い
て印刷を行うと、凹凸段差が１００μｍ以上の大きい段
差を有する印刷物に対してインクの充填性が良好で、不
良率も従来の５０％減となる等、品質の安定性が向上
し、製品加工スピードは従来の５０％増となる結果を得
ている。

【００６０】また、基板の電気的な導通を図るスルーホ
ール径が比較的に小さい場合や、基板の厚さが大きい場
合、及びこれらの両条件が重なった場合にも、スルーホ
ールに確実且つ良好なインク充填が可能となる。

【００６１】従って、本発明によれば、印刷する基板上
に存在する段差が比較的に大きい場合にも、確実且つ良
好なスクリーン印刷が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体例に係り、スクリーン印刷機の主
要部分を示す斜視図である。

【図２】本発明の具体例に係り、スクリーンに対しスキ
ージを移動している状態を示す図である。

【図３】従来例に係るスクリーン印刷機の一部を示し、
（１）はスキージ部分の斜視図、（２）はスキージ、ス
クリーン、基板を示す側面図である。

【符号の説明】 １ スクリーン印刷機 ３ 載置テーブル ３ａ 位置決め用の小径な貫設孔 ５ スクリーン ５ａ スクリーン保持部材 ６ 枠フレーム部材 ７ スキージ ８ 往復駆動機構 ９ スキージホルダー ９ａ ハンドル １０ スクレッパー ５０ スクリーン印刷機 ５１ 載置テーブル ５２ スクリーン ５３ スクレッパー ５４ スキージ ｗ 基板 ｉ インク

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワーク基板上にスクリーンを配置し、ス
   クリーン上のインクを、スキージで当該スクリーンを通
   過させて、前記ワーク基板に充填するスクリーン印刷に
   おいて、 前記スキージは、スキージ移動方向に前後２枚平行に設
   け、この２枚のスキージを用いて印刷を行うことを特徴
   とするスキージ機構。