JPH11268236A - 強制加圧印刷方法、強制加圧印刷用スキージ及び強制加圧印刷装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 印刷ペーストを強制的に加圧して印刷対象物
に向けて押し出して印刷することで、現状のスクリーン
印刷法が抱えている課題の多くを解決する。 【解決手段】 印刷対象物としての基板１０に近接対向
させて支持されるスクリーン版１と、該スクリーン版１
に対向する印刷ペースト吐出用の先端開口及び該先端開
口に連通する印刷ペーストの供給経路を有している強制
加圧印刷用スキージ２０と、前記供給経路に印刷ペース
トを加圧して供給する加圧供給手段としてのペーストタ
ンク３０及び加圧ポンプ３２とを備え、スキージ２０の
先端開口から加圧により強制的に吐出された印刷ペース
ト３を前記スクリーン版１を通して基板１０に転写又は
基板側の凹部又は穴部に充填する構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スクリーン版を用
いて印刷ペーストを基板等に転写するスクリーン印刷技
術に係り、とくに印刷ペーストを強制的に加圧して印刷
対象物に向けて押し出して印刷可能な強制加圧印刷方
法、当該方法に用いる強制加圧印刷用スキージ及び強制
加圧印刷装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、エレクトロニクス製品の小型化や
高機能化に伴い、プリント配線基板等では、微細配線化
や小型チップ部品の実装化、スルーホール層間接続を活
用した多層配線化等による、小型化・高密度化の要求が
強く、様々な対応が図られている。このような状況にあ
って、ソルダレジスト形成、ビルドアップ配線基板層間
絶縁材形成、はんだペースト形成、スルーホール充填等
の技術に、スクリーン印刷法が定着している。しかし、
現状のスクリーン印刷法では、上記要求を実現するため
の課題も多い。

【０００３】一般的なスクリーン印刷法は、ある角度を
持たせたスキージでスクリーン版上の印刷ペーストを移
動させることによって生じる印刷ペーストのローリング
と、スキージがスクリーン版を介して押し付ける印圧
で、ペーストがスクリーン版のパターン開口部を通っ
て、基板に転写し成膜する方法である。

【０００４】図６に、スクリーン版（スクリーンメッシ
ュ版、メタルマスク版等）を用いたスクリーン印刷装置
の模式図を示す。この図において、１はスクリーン版、
２はスクリーン版を保持したスクリーン保持枠、３はス
クリーン版上に供給された印刷ペースト、４はスキー
ジ、５はスクレッパである。

【０００５】この場合、スクレッパ５でスクリーン版１
上に印刷ペースト３を引き伸ばした後に、スキージ４が
スクリーン版１を基板１０に押し付けながら、スクリー
ン版１上を移動することで（スキージングすること
で）、スクリーン版１のパターン開口部を通して印刷ペ
ースト３を基板１０上に転写する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、絶縁レジス
ト材のスクリーン印刷では、５０μｍ程度の乾燥膜厚が
必要になる場合もあり、１回印刷では成膜不可能な場合
が多く、通常は多数回重ね塗りを行っているのが現状で
ある。

【０００７】また、プリント配線基板のスルーホール充
填印刷では、パターンの微細化に伴いスルーホールも小
径化する傾向にあり、結果的にスルーホールアスペクト
比（深さ／直径）が大きくなる。特に、アスペクト比３
以上のスルーホールに、スクリーン印刷法でペーストを
完全に充填することは、事実上困難であることが通説で
ある。

【０００８】その他、一般的なスクリーン印刷法におい
ては、ペースト粘度や粘弾性等の物性、スクリーン版と
基板間のギャップ、版の製作状態、スキージ印圧、印刷
速度、角度、材質等、多くの要因のわずかな変化で、印
刷状態は大きく変動し易い。また、これらの要因が相互
に関連し、印刷状態に影響するため、印刷条件設定によ
る対応が、複雑かつ困難になり易い。

【０００９】さらに、印刷機構全体が開放された状態に
あるため、ペーストの中の揮発成分の気化による物性変
化、印刷時のペーストローリングによる、エアーやゴミ
の巻き込み等、構造自体による問題も大きい。

【００１０】本発明は、上記の点に鑑み、現状のスクリ
ーン印刷法が抱えている課題を、多くの点で解決できる
強制加圧印刷方法、強制加圧印刷用スキージ及び強制加
圧印刷装置を提供することを目的とする。

【００１１】本発明のその他の目的や新規な特徴は後述
の実施の形態において明らかにする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の強制加圧印刷方法は、スクリーン版に対向
する先端開口から印刷ペーストを吐出する強制加圧印刷
用スキージを用い、該スキージの先端開口から加圧によ
り強制的に吐出された印刷ペーストを前記スクリーン版
を通して印刷対象物に転写又は印刷対象物の凹部又は穴
部に充填することを特徴としている。

【００１３】本発明の強制加圧印刷用スキージは、スク
リーン版に対向する印刷ペースト吐出用の先端開口と、
該先端開口に連通する印刷ペーストの供給経路とを備え
た構成としている。

【００１４】前記強制加圧印刷用スキージにおいて、前
記先端開口が位置する先端部が少なくとも弾性部材で構
成されていてもよい。

【００１５】前記強制加圧印刷用スキージにおいて、前
記供給経路を設けた本体部と、該本体部の下部に一体に
形成されていて前記先端開口が位置する先端部とを弾性
部材で構成し、前記本体部を囲む如く剛性のある補強部
材を設けた構成としてもよい。

【００１６】本発明の強制加圧印刷装置は、印刷対象物
に近接対向させて支持されるスクリーン版と、該スクリ
ーン版に対向する印刷ペースト吐出用の先端開口及び該
先端開口に連通する印刷ペーストの供給経路を有してい
る強制加圧印刷用スキージと、前記供給経路に印刷ペー
ストを加圧して供給する加圧供給手段とを備えた構成と
している。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る強制加圧印刷
方法、強制加圧印刷用スキージ及び強制加圧印刷装置の
実施の形態を図面に従って説明する。

【００１８】図１乃至図３で本発明の第１の実施の形態
を説明する。図１はスクリーン版（スクリーンメッシュ
版、メタルマスク版等）を用いたスクリーン印刷装置の
模式図であり、１はスクリーン版、２はスクリーン版を
保持したスクリーン保持枠である。印刷対象物としての
基板１０は位置決め支持手段１１にて位置決め支持さ
れ、前記スクリーン版１はスクリーン保持枠２で基板１
０上に近接対向する位置に支えられている。

【００１９】強制加圧印刷用スキージ２０は、昇降自在
でかつスクリーン版１上を往復移動自在であり（図示し
ない駆動機構で駆動されることで昇降及び直線往復運動
可能）、図２及び図３に示す如く印刷ペーストの供給経
路２５を設けた本体部２１と、該本体部２１の下部に一
体に形成されていて供給経路２５に連通した先端開口２
６が位置する先端部２２とからなっている。先端部２２
は本体部２１よりも厚みが小さく、先端部２２の先端面
（下端面）に開口した先端開口２６はスキージ移動方向
の間隙が極めて狭いスリット形状である。先端開口２６
はスクリーン版１の上面に対向する配置であり、印刷時
には先端開口２６の周囲の先端部２２先端面はスクリー
ン版１に密着状態とされる。

【００２０】前記強制加圧印刷用スキージ２０の供給経
路２５の上側開口となるペースト供給口２７は、印刷ペ
ースト３を貯蔵した外部のペーストタンク３０とチュー
ブ等の供給管路３１で接続され、この供給管路３１の途
中位置にペーストタンク３０からの印刷ペースト３を強
制的に加圧して強制加圧印刷用スキージ２０に送り出す
加圧ポンプ３２が設けられている。これらのペーストタ
ンク３０、供給管路３１及び加圧ポンプ３２は強制加圧
印刷用スキージ２０内の供給経路２５に印刷ペースト３
を加圧して供給する加圧供給手段を構成している。

【００２１】なお、強制加圧印刷用スキージ２０の材質
は、従来のスクリーン印刷法で一般的に用いられるゴム
以外に、樹脂や金属製等でもよく、スクリーン版１と先
端部２２の先端面が直接接触して摺動し、かつ印刷ペー
スト３が漏れないように先端開口２６の周囲をシールす
る機能を持つものであればよい。

【００２２】この第１の実施の形態において、強制加圧
印刷用スキージ２０を用いた基板１０へのスクリーン印
刷は、図１のように強制加圧印刷用スキージ２０を下げ
てスクリーン版１を基板面に接触させるとともに強制加
圧印刷用スキージ２０の先端部２２の先端面をスクリー
ン版１上面に密着させた状態とし、加圧ポンプ３２で供
給経路２５に印刷ペースト３を強制的に加圧供給しつつ
強制加圧印刷用スキージ２０を横方向に移動させること
によって行う。これにより、スキージ２０の先端開口２
６から加圧により強制的に吐出された印刷ペースト３が
スクリーン版１のパターン開口部を通して基板１０に転
写又は基板１０の凹部又は穴部（スルーホール等）に充
填されることになる。

【００２３】この第１の実施の形態によれば、次の通り
の効果を得ることができる。

【００２４】(1) スクリーン版１のパターン開口部の
ペースト通過量は、強制加圧印刷用スキージ２０へのペ
ースト加圧力と、スキージ印刷速度によって決まる。こ
れらの条件は単独に設定可能であり、ペースト粘度や粘
弾性等の物性に影響され難い。特に、厚膜パターン形成
や、高アスペクト比スルーホールへの充填印刷等でその
効果が大きい。

【００２５】(2) スキージング（強制加圧印刷用スキ
ージ２０がスクリーン版１を基板１０に押し付けながら
横移動する動作）の時だけ加圧ポンプ３２を作動させて
ペーストを加圧し、かつペーストの押し出し量は、加圧
力で単独制御可能であることから、従来のスクリーン印
刷法では適用が難しかった、低粘度から高粘度まで、ペ
ースト粘度の適用可能範囲を拡大できる。

【００２６】(3) 強制加圧印刷用スキージ２０を用い
るスクリーン印刷法では、ペーストがスキージ密閉構造
内にあるため、ペースト物性の変化を防止でき、特に高
揮発性ペーストや嫌気性・感光性ペースト等で効果が大
きい。当然エアーやゴミの巻き込み防止効果も大きい。

【００２７】(4) 強制加圧印刷用スキージ２０を用い
るスクリーン印刷法では、膜厚形成に必要な量だけがス
クリーン版１を通って押し出されるので、ペーストの廃
棄量を最小限に抑えることができ、かつ、ペースト物性
の再調整は不要になる。

【００２８】図４は本発明の第２の実施の形態を示す。
この場合、強制加圧印刷用スキージ２０Ａは、本体部２
１及び先端部２２をゴム、樹脂等の弾性部材で構成し、
さらに本体部２１の周囲を剛性のある補強部材４０で囲
んだ構成を具備している。補強部材４０は、例えば剛性
のある金属板を本体部２１の周囲に嵌合するように折り
曲げ加工した補強板等で構成されている。なお、その他
の構成は前述した第１の実施の形態と同様である。

【００２９】この第２の実施の形態では、強制加圧印刷
用スキージ２０Ａの本体部２１及び先端部２２が弾性を
持たせたゴムや樹脂で構成されているとき、高粘度ペー
ストを加圧してスクリーン印刷を実行する場合に本体部
２１の変形が懸念されるが、補強部材４０を設けたこと
で、本体部２１の変形を防止することが可能である。換
言すれば、補強部材４０を設けることを前提として本体
部２１及び先端部２２を弾性のあるゴム、樹脂等の同一
弾性材質で一体成形可能な利点があり、スキージングに
おいてスクリーン版１と先端部２２の先端面とを確実に
密着させて、先端開口２６から吐出された印刷ペースト
３が漏れないように先端開口２６の周囲を確実にシール
するようにできる。

【００３０】図５は本発明の第３の実施の形態であっ
て、強制加圧印刷用スキージ部分の構成を図示してい
る。この場合、強制加圧印刷用スキージ２０Ｂは、印刷
ペーストの供給経路２５を設けたゴム、樹脂、金属等の
本体部２１と、該本体部２１の下部に一体的に取り付け
られていて供給経路２５に連通した先端開口２６が位置
するゴム、樹脂等の弾性部材からなる先端部２２Ａとか
らなっている。先端部２２Ａは本体部２１よりも厚みが
小さく、先端部２２Ａの先端面（下端面）に開口した先
端開口２６はスキージ移動方向の間隙が極めて狭いスリ
ット形状である。なお、その他の構成は前述した第１の
実施の形態と同様である。

【００３１】この第３の実施の形態では、先端部２２Ａ
がゴム、樹脂等の弾性部材で構成されることから、スキ
ージングにおいてスクリーン版と先端部２２Ａの先端面
とを確実に密着させて、先端開口２６から吐出された印
刷ペーストが漏れないように先端開口２６の周囲を確実
にシールすることが可能である。また、本体部２１は変
形のない剛性部材で構成することが可能となる。

【００３２】なお、強制加圧印刷用スキージに印刷ペー
ストを加圧して供給する加圧供給手段の構成は適宜変更
可能であり、ペーストタンク３０内部を加圧してペース
トタンク３０から印刷ペーストが加圧供給される構成等
としてもよい。

【００３３】以上本発明の実施の形態について説明して
きたが、本発明はこれに限定されることなく請求項の記
載の範囲内において各種の変形、変更が可能なことは当
業者には自明であろう。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
下記の通りの効果を奏することができる。

【００３５】(1) 強制加圧による効果 スクリーン版の開口部の印刷ペースト通過量は、強制加
圧印刷用スキージへのペースト加圧力と、スキージ印刷
速度によって決まる。これらの条件は単独に設定可能で
あり、ペースト粘度や粘弾性等の物性に影響され難い。
特に厚膜パターン形成や、高アスペクト比スルーホール
への充填印刷等でその効果が大きい。

【００３６】(2) ペースト粘度範囲の拡大効果 図６に示したように、従来のスクリーン印刷法は、スク
レッパでスクリーン版上に印刷ペーストを引き伸ばした
後に、スキージングして印刷するのが一般的な動作方法
である。しかし、ペーストが極端に低粘度の場合、スク
レッパでペーストを引き伸ばしてからスキージングされ
るまでの時間で、スクリーン版開口部からペースト自重
によるタレが生じ、パターンが滲む問題が生じ易い。ま
た、ペーストが極端に高粘度の場合、スキージングによ
るペーストのローリングが生じにくいことや、ペースト
のスクリーン版通過抵抗の増大によって、スキージング
速度を極端に低速にする対応が必要になり、生産性の低
下を招く。

【００３７】本発明では、スキージングの時だけ印刷ペ
ーストを加圧し、かつペーストの押し出し量は、加圧力
で単独制御可能であることから、従来のスクリーン印刷
法では適用が難しかった、低粘度から高粘度まで、ペー
スト粘度の適用可能範囲を拡大できる。

【００３８】(3) 密閉構造による効果 従来のスクリーン印刷法では、印刷ペーストがスクリー
ン版上の開放空間に置かれるため、有機溶剤型ペースト
では、揮発成分が気化しペースト物性が変化し易い。さ
らに、ペーストがスキージング毎に掻き回されるため、
ペースト中にエアーやゴミの巻き込みが生じ、絶縁レジ
ストでは絶縁不良等の大きな品質低下につながる。

【００３９】本発明の強制加圧印刷用スキージを用いる
場合は、印刷ペーストがスキージ密閉構造内にあるた
め、上記のようなペースト物性の変化を防止でき、特に
高揮発性ペーストや嫌気性・感光性ペースト等で効果が
大きい。当然エアーやゴミの巻き込み防止効果も大き
い。

【００４０】(4) 印刷ペースト省液効果 従来のスクリーン印刷法では、スキージングによる印刷
ペーストのローリングを用いてパターン形成しているた
め、スクリーン版上には膜厚形成量以上の余分なペース
トが常に必要となる。印刷作業終了時や、スクリーン版
交換時には、スクリーン版上に残った余分なペーストを
回収し、回収後に物性調整を経て再使用するか、全量廃
棄する等の方法がとられる。

【００４１】しかし、本発明では、膜厚形成に必要な量
だけがスクリーン版を通って押し出されるので、ペース
トの廃棄量を最小限に抑えることができ、かつ、ペース
ト物性の再調整は不要になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る強制加圧印刷方法、強制加圧印刷
用スキージ、及び強制加圧印刷装置の第１の実施の形態
を示す構成図である。

【図２】第１の実施の形態における強制加圧印刷用スキ
ージの正面図である。

【図３】同側面図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態を示す構成図であ
る。

【図５】本発明の第３の実施の形態であって強制加圧印
刷用スキージ部分の側面図である。

【図６】従来のスクリーン印刷法を説明する構成図であ
る。

【符号の説明】 １ スクリーン版 ２ スクリーン保持枠 ３ 印刷ペースト ４ スキージ １０ 基板 １１ 位置決め支持手段 ２０，２０Ａ，２０Ｂ 強制加圧印刷用スキージ ２１ 本体部 ２２，２２Ａ 先端部 ２５ 供給経路 ２６ 先端開口 ２７ ペースト供給口 ３０ ペーストタンク ３１ 供給管路 ３２ 加圧ポンプ ４０ 補強部材

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スクリーン版に対向する先端開口から印
   刷ペーストを吐出する強制加圧印刷用スキージを用い、
   該スキージの先端開口から加圧により強制的に吐出され
   た印刷ペーストを前記スクリーン版を通して印刷対象物
   に転写又は印刷対象物の凹部又は穴部に充填することを
   特徴とする強制加圧印刷方法。
2. 【請求項２】 スクリーン版に対向する印刷ペースト吐
   出用の先端開口と、該先端開口に連通する印刷ペースト
   の供給経路とを備えたことを特徴とする強制加圧印刷用
   スキージ。
3. 【請求項３】 前記先端開口が位置する先端部が少なく
   とも弾性部材で構成されている請求項２記載の強制加圧
   印刷用スキージ。
4. 【請求項４】 前記供給経路を設けた本体部と、該本体
   部の下部に一体に形成されていて前記先端開口が位置す
   る先端部とを弾性部材で構成し、前記本体部を囲む如く
   剛性のある補強部材を設けた請求項２記載の強制加圧印
   刷用スキージ。
5. 【請求項５】 印刷対象物に近接対向させて支持される
   スクリーン版と、該スクリーン版に対向する印刷ペース
   ト吐出用の先端開口及び該先端開口に連通する印刷ペー
   ストの供給経路を有している強制加圧印刷用スキージ
   と、前記供給経路に印刷ペーストを加圧して供給する加
   圧供給手段とを備えたことを特徴とする強制加圧印刷装
   置。