JPWO2008140039A1 - Printing apparatus and printing method - Google Patents
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Abstract
非平面状の被印刷面であっても印刷不良を生ずることなく印刷可能な印刷装置及び印刷方法を提供する。印刷装置1は、被印刷体6上にペースト8を印刷するスクリーン印刷用の印刷装置であり、ペースト8を保持する筒状体2と、所定のパターンのペースト8を転写するためのスクリーンマスク3と、筒状体2内部の圧力を制御する内圧制御部12と、を備える。筒状体2は、被印刷体6に対向する開放端を有し、スクリーンマスク3は、筒状体2の開放端を覆うように装着されている。スクリーンマスク3と被印刷体6とを接触させて、内圧制御部12によってペースト8でスクリーンマスク3を押圧することにより、スクリーンマスク3は被印刷体6の表面形状に沿って変形すると共に、ペースト8がスクリーンマスク3を通って被印刷体6面に転写される。これにより、非平面形状に対しても印刷不良なく印刷することができる。Provided are a printing apparatus and a printing method capable of printing without causing defective printing even on a non-planar printing surface. The printing apparatus 1 is a printing apparatus for screen printing that prints a paste 8 on a substrate 6 to be printed. A cylindrical body 2 that holds the paste 8 and a screen mask 3 for transferring the paste 8 having a predetermined pattern. And an internal pressure control unit 12 that controls the pressure inside the cylindrical body 2. The cylindrical body 2 has an open end that faces the substrate 6, and the screen mask 3 is mounted so as to cover the open end of the cylindrical body 2. When the screen mask 3 and the substrate 6 are brought into contact with each other and the internal pressure controller 12 presses the screen mask 3 with the paste 8, the screen mask 3 is deformed along the surface shape of the substrate 6 and the paste. 8 is transferred to the surface of the printing medium 6 through the screen mask 3. Thereby, it can print without a printing defect also with respect to a non-planar shape.
Description
[関連出願の記載]
本発明は、日本国特許出願:特願2007−125623号(2007年5月10日出願)の優先権主張に基づくものであり、同出願の全記載内容は引用をもって本書に組み込み記載されているものとする。
本発明は、スクリーン印刷に用いる印刷装置及び印刷方法に関する。[Description of related applications]
The present invention is based on the priority claim of Japanese patent application: Japanese Patent Application No. 2007-125623 (filed on May 10, 2007), the entire contents of which are incorporated herein by reference. Shall.
The present invention relates to a printing apparatus and a printing method used for screen printing.
従来、LSIパッケージに用いられる配線パターンは、フォトリソグラフィー技術を用いるめっき法によって形成されていた。該めっき法においては、まず、絶縁樹脂上に配線層のベースとなる銅薄膜をスパッタ等により形成する。次に、エッチングレジスト形成用の感光性樹脂をスピンコーター等により塗布し、その後、パターンを形成するようにフォトマスクを用いて樹脂を露光・現像する。次に、現像部以外の樹脂を除去してエッチングレジストを形成し、そして、エッチングレジスト部分以外の銅をエッチングにより除去することで配線パターンを形成する。 Conventionally, a wiring pattern used for an LSI package has been formed by a plating method using a photolithography technique. In the plating method, first, a copper thin film serving as a base of a wiring layer is formed on an insulating resin by sputtering or the like. Next, a photosensitive resin for forming an etching resist is applied by a spin coater or the like, and then the resin is exposed and developed using a photomask so as to form a pattern. Next, the resin other than the developing portion is removed to form an etching resist, and copper other than the etching resist portion is removed by etching to form a wiring pattern.
近年では、該めっき法に代わる配線パターン形成方法として、導電性樹脂あるいは導電性インクの印刷塗布による配線形成が実施されている。例えば、スクリーン印刷法によって導電性樹脂からなる配線パターンを形成することができる。この方法によれば、印刷後、導電性樹脂を硬化させるだけで配線パターンを形成することができるので、工程や時間を大幅に短縮できるメリットがある。また、スクリーン印刷法による配線パターン技術は、いわゆるアディティブ法(additive process)であるので、銅等の除去成分やエッチング液等の廃液が発生しない、環境にも優しい技術である。 In recent years, as a wiring pattern forming method that replaces the plating method, wiring is formed by printing and applying a conductive resin or conductive ink. For example, a wiring pattern made of a conductive resin can be formed by screen printing. According to this method, after printing, the wiring pattern can be formed simply by curing the conductive resin, so that there is an advantage that the process and time can be greatly shortened. Further, the wiring pattern technique based on the screen printing method is a so-called additive process, and is therefore an environment-friendly technique that does not generate a removal component such as copper or a waste liquid such as an etching solution.
例えば、特許文献1には、平板孔版(スクリーン)式印刷により、回路基板のランド上にクリームはんだを印刷する印刷装置が開示されている。該印刷装置においては、掻き取りブレードによりスクリーンマスクを押さえてスクリーンマスクと回路基板との間の隙間を無くし、チャンバーの吐出口から、スクリーンマスクの貫通穴の個々の開口部に順次クリームはんだを充填する。そして、充填後、スクリーンマスク上面をブレードを摺動させて余分なクリームはんだを掻き取り、スクリーンマスクを回路基板から剥離することにより、貫通穴に充填されたクリームはんだを回路基板に転写させる。
For example,
以上の特許文献1の開示事項は、本書に引用をもって繰り込み記載されているものとする。以下に本発明による関連技術の分析を与える。
スクリーン印刷法では、一般に、配線形成対象が平面であることが望ましく、配線形成対象に段差や凹凸がある場合には、配線に欠陥が生じることがあった。It is assumed that the disclosure of
In the screen printing method, it is generally desirable that the wiring formation target is a plane, and when the wiring formation target has a step or unevenness, the wiring may be defective.
図5に、スクリーン印刷法を用いて、段差上にペーストを転写する背景技術に係る工程を示す概略断面図を示す。まず、被印刷体26に対する所定の位置に(通常、所定のギャップdをもって)スクリーンマスク21を配置する(図5(a))。次に、スキージ25によってスクリーンマスク21を被印刷体26に押し付けながら、スクリーンマスク21上をペースト24と共にスキージ25を移動させる。これにより、乳剤23の開口23aにペースト24が充填されると共に、開口23aに充填されたペースト24は被印刷体26と接触する(図5(b))。そして、スキージ25の移動に伴い、スクリーンマスク21の被印刷体26との接触部分が被印刷体26から離れる際、開口23aに充填されていたペースト24aが被印刷体26上に転写される(図5(c)右側)。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a process according to the background art in which paste is transferred onto a step using a screen printing method. First, the
しかしながら、被印刷体26が図5に示すような段差(凹凸)を有すると、スキージ25が段差の形状に沿って移動できないことがある。そうすると、開口23aに充填されたペースト24はその段差部分において被印刷体26と接触できず(図5(c)左側)、スクリーンマスク21が被印刷体26から離れても、非接触部分にはペースト24が転写されず、開口23aに一部のペースト24bが残存することになる(図5(d))。すなわち、結果として、配線パターンに断線が生じることになる。
However, if the
また、特許文献1に記載のような印刷装置によって非平面部分(例えば段差部分)に印刷する場合には、ペースト充填用の吐出口(ないしは掻き取りブレード)に、スクリーンマスク上でスキージングと同様の摺動動作をさせる必要があるため、スクリーンマスクが非平面形状に応じて変形することができず、図5を用いて前述した問題と同様の断線が生じることになる。
In addition, when printing on a non-planar portion (for example, a stepped portion) by a printing apparatus as described in
本発明の目的は、非平面状の被印刷面であっても印刷不良を生ずることなく印刷可能な印刷装置及び印刷方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a printing apparatus and a printing method capable of printing without causing printing defects even on a non-planar printing surface.
本発明の第1視点によれば、被印刷体上にペーストを印刷するスクリーン印刷用の印刷装置を提供する。該印刷装置は、ペーストを保持する筒状体と、所定のパターンのペーストを転写するためのスクリーンマスクと、筒状体内部の圧力を制御する内圧制御部と、を備える。筒状体は、被印刷体に対向する開放端を有する。スクリーンマスクは、筒状体の開放端を覆うように装着される。筒状体がその内部にペーストを保持する際には、ペーストがスクリーンマスクの一方の面に接触して保持されるよう構成される。スクリーンマスクは、スクリーンマスクの他方の面の少なくとも一部が被印刷体の少なくとも一部と接触した状態でスクリーンマスクの一方の面をペーストで押圧することにより、被印刷体の表面形状に沿って変形する。 According to a first aspect of the present invention, there is provided a printing apparatus for screen printing that prints a paste on a substrate. The printing apparatus includes a cylindrical body that holds a paste, a screen mask for transferring a paste having a predetermined pattern, and an internal pressure control unit that controls the pressure inside the cylindrical body. The cylindrical body has an open end that faces the substrate. The screen mask is mounted so as to cover the open end of the cylindrical body. When the cylindrical body holds the paste therein, the paste is configured to be held in contact with one surface of the screen mask. The screen mask follows the surface shape of the substrate by pressing one surface of the screen mask with a paste in a state where at least a portion of the other surface of the screen mask is in contact with at least a portion of the substrate. Deform.
本発明の第2視点によれば、被印刷体上にペーストを印刷するスクリーン印刷用の印刷方法を提供する。該印刷方法においては、所定のパターンのペーストを転写するためのスクリーンマスクの一方の面を被印刷体に少なくとも一部を接触させながら被印刷体に対向させる。スクリーンマスクの他方の面をペーストを介して押圧することにより、スクリーンマスクの形状を被印刷体の表面形状に沿って変形させる。スクリーンマスクを通過したペーストを被印刷体に接触させる。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a printing method for screen printing that prints a paste on a substrate. In the printing method, one surface of a screen mask for transferring a paste having a predetermined pattern is made to face the printed material while at least part of the surface is in contact with the printed material. By pressing the other surface of the screen mask through the paste, the shape of the screen mask is deformed along the surface shape of the printing medium. The paste that has passed through the screen mask is brought into contact with the substrate.
本発明によれば、非平面形状(例えば、凹凸や曲面等)を有する被印刷体に対しても印刷不良を発生させることなく印刷することができる。また、本発明によれば、スクリーンマスクの個々の開口にペーストを順次充填する必要はなく一度の処理で個々の開口にペーストを充填することができるので、一度の印刷で広範囲かつ短時間の印刷を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to print without causing a printing defect even on a printing medium having a non-planar shape (for example, unevenness or curved surface). Further, according to the present invention, it is not necessary to sequentially fill the individual openings of the screen mask with the paste, and it is possible to fill the individual openings with a single process. Can be realized.
1 印刷装置
2 筒状体(シリンダ)
2a タンク部
2b チャンバ部
3 スクリーンマスク
4 メッシュ
5 乳剤
5a 開口
6 被印刷体
6a 段差
7 吸着ステージ
8 ペースト
8a 印刷されたペースト
10 コネクタ
10a 取付部
10b 送圧管
11 印刷装置
12 内圧制御部
13 ホルダ
14 支持部
15 内圧制御部
16 ピストン
21 スクリーンマスク
22 メッシュ
23 乳剤
23a 開口
24 ペースト
24a 印刷されたペースト
24b 開口に残存したペースト
25 スキージ
26 被印刷体
27 吸着ステージ1
上記第1視点の好ましい形態によれば、ペーストは、ペーストを通すためのスクリーンマスクの開口をすべて覆っている。 According to the preferable form of the first aspect, the paste covers all the openings of the screen mask through which the paste passes.
上記第1視点の好ましい形態によれば、スクリーンマスクは、ペーストによる押圧を停止すると元の形状に戻るよう張設される。 According to the preferable form of the first aspect, the screen mask is stretched so as to return to the original shape when the pressing by the paste is stopped.
上記第1視点の好ましい形態によれば、内圧制御部は、ペーストに接する流体によって筒状体の内圧を制御する。 According to the preferable form of the first aspect, the internal pressure control unit controls the internal pressure of the cylindrical body by the fluid in contact with the paste.
上記第1視点の好ましい形態によれば、内圧制御部は、筒状体内を摺動する摺動体によって筒状体の内圧を制御する。 According to the preferable form of the first aspect, the internal pressure control unit controls the internal pressure of the cylindrical body by the sliding body that slides in the cylindrical body.
上記第2視点の好ましい形態によれば、スクリーンマスクに掛かるペーストによる圧力を低下させることにより、スクリーンマスクの形状を元に戻す。 According to the preferred form of the second aspect, the shape of the screen mask is restored by reducing the pressure caused by the paste applied to the screen mask.
上記第2視点の好ましい形態によれば、ペーストの被印刷体への接触の後、スクリーンマスクと被印刷体とを解離させることにより、ペーストを被印刷体上に転写させる。 According to the preferable form of the second viewpoint, after the paste contacts the printed body, the screen mask and the printed body are dissociated to transfer the paste onto the printed body.
上記第2視点の好ましい形態によれば、スクリーンマスクの他方の面の全面をペーストで押圧する。 According to the preferred form of the second viewpoint, the entire other surface of the screen mask is pressed with a paste.
上記第2視点の好ましい形態によれば、スクリーンマスクに対向する被印刷体面は、非平面状部分を有し、スクリーンマスクの形状を被印刷体の表面形状に沿って変形させる際には、ペーストを通過させるためのスクリーンマスクの開口の少なくとも一部が非平面上部分に掛かるように、スクリーンマスクを配置する。 According to the preferred form of the second aspect, the surface of the printing material facing the screen mask has a non-planar portion, and when the shape of the screen mask is deformed along the surface shape of the printing material, the paste The screen mask is arranged so that at least a part of the opening of the screen mask for allowing the screen to pass through the non-planar portion.
上記第2視点の好ましい形態によれば、スクリーンマスクに対向する被印刷体面は、凹凸を有し、ペーストによる押圧前に、スクリーンマスクと凹凸の高位面とを接触させ、ペーストの押圧により、スクリーンマスクと凹凸の低位面とを接触させる。 According to the preferred form of the second aspect, the surface of the printing material facing the screen mask has irregularities, and before pressing with the paste, the screen mask and the higher surface of the irregularities are brought into contact with each other, and the screen is pressed by pressing the paste. The mask is brought into contact with the lower surface of the unevenness.
上記第2視点の好ましい形態によれば、ペーストの温度を所定の温度に管理する。 According to a preferred form of the second aspect, the paste temperature is managed at a predetermined temperature.
上記第2視点の好ましい形態によれば、ペーストに掛ける圧力は、ペーストを保持する容器内の圧力によって制御する。 According to the preferred form of the second aspect, the pressure applied to the paste is controlled by the pressure in the container holding the paste.
上記第2視点の好ましい形態によれば、ペーストに掛ける圧力は、ペーストへの機械的な押圧によって制御する。 According to the preferred form of the second aspect, the pressure applied to the paste is controlled by mechanical pressing on the paste.
本発明の第1実施形態に係る印刷装置について説明する。図1に、本発明の第1実施形態に係る印刷装置の概略断面図を示し、図2に、図1における要部の拡大概略図を示す。 A printing apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a printing apparatus according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an enlarged schematic view of the main part in FIG.
印刷装置1は、筒状体(シリンダ)2、スクリーンマスク3、内圧制御部12、及び支持部14を備える。
The
筒状体2は、ペースト8を保持すると共に、印刷するための通路(導管)となるものである。筒状体2は、ペースト8を保持すると共に、内圧制御部12からの圧力をペースト8へ伝搬する通路となるタンク部2aと、被印刷体6に供給するペースト8を充填するためのチャンバ部2bとを有し、タンク部2aとチャンバ部2bは、内部を連通させて連続的に形成されている。チャンバ部2bは、被印刷体6に対向する開放端を有し、開放端は被印刷体に対向している。
The
スクリーンマスク3は、開放端を覆うように、かつ一方の面が被印刷体6に面するように装着されている。スクリーンマスク3の他方の面は、チャンバ部2bにおいて、ペースト8と全面で接していると共に、ペースト8に掛けられた圧力がペースト8を介してスクリーンマスク3に掛かるようになっている。これにより、スクリーンマスク3の一方の面を被印刷体6に接触させながらスクリーンマスク3の他方の面をペースト8で押圧すると、スクリーンマスク3は被印刷体6面の形状に追従する(表面形状に沿って変形する)ことができる。したがって、筒状体2内の内圧を高めるために(すなわち、ペースト8を介してスクリーンマスク3に圧をかけるために)、ペースト8が、少なくとも、スクリーンマスク3の開口5aのすべてを覆うようにする。
The
スクリーンマスク3は、メッシュ4及び乳剤5を有し、メッシュ4と乳剤5は積層されている。乳剤5は、被印刷体6に面し、被印刷体6上に印刷物のパターンを形成するための開口(貫通孔)5aを有している。メッシュ4及び乳剤5は、印刷するパターンの幅、ペースト8の粘度及びチクソ性等、被印刷体6面における高低差等を勘案して、適宜最適な材質、寸法、形状等を選択するようにする。特に、メッシュ4の目は、所望のペースト8からの圧力を受けて被印刷体6の形状に応じてスクリーンマスク3を変形させることができるような大きさであると好ましい。
The
スクリーンマスク3は、被印刷体6の表面形状に応じて変形可能な可撓性を有する。また、スクリーンマスク3は、被印刷体6の表面形状に応じた変形から元の形状に回復可能な弾力性も有する。したがって、メッシュ4及び乳剤5は、塑性変形しにくい材料が好ましい。ここで、塑性変形しにくいとは、降伏点(降伏応力)が高いことを意味する。したがって、メッシュ4及び乳剤5の降伏点は、印刷時にメッシュ4及び乳剤5に掛かる応力(荷重)よりも高いと好ましい。これにより、ペースト8からの圧力が低下すると、スクリーンマスク3は、被印刷体6の形状に追従した形状から変形前の(元の)形状に戻ることができる。また、乳剤5は、弾性が低い材料が好ましく、特に電子機器に用いられる樹脂材料よりヤング率が小さい(例えば10GPa以下)と好ましい。メッシュ4及び乳剤5としては、例えば、電子機器分野において電子部品上に導電性ペーストをスクリーン印刷する際に使用するメッシュ(例えば金属)及び乳剤(例えば感光性乳剤)を使用することができる。
The
内圧制御部12は、ペースト8からスクリーンマスク3へ掛かる圧力を調節するもの、すなわち、筒状体2内部の内圧を制御することによりペースト8に掛かる圧力を調節するものである。図1に示す形態においては、内圧制御部12は、ペースト8に接する流体(例えば空気)によって筒状体2内部の圧力を調節する。内圧制御部12と筒状体2とは、コネクタ10を介して接続されている。コネクタ10は、筒状体2に取り付けるための取付部10aと、内圧制御部12から筒状体2へ送圧するための送圧管10bを有し、筒状体2内に内圧を掛けたときに内部の流体が外部へ漏れないように、取付部10aと筒状体2との接続部分は密閉すると好ましい。筒状体2内部のペースト8に圧力を掛けるための流体は、所望の印刷が実現できるものであれば、気体(例えば空気、窒素等)でも液体(例えば油)でもよい。ペースト8に圧力を掛けるための流体とペースト8とが直接接触することが好ましくない場合には、内圧に応じて筒状体内を摺動してペースト8と該流体とを接触させずにペースト8に内圧を伝達する遮蔽板や栓(不図示)をペースト8面に設けてもよい。
The internal
筒状体2、スクリーンマスク3及び内圧制御部12は、ペースト8に圧力を掛けたときに、ペースト8の圧力がスクリーンマスク3面に一様に掛かるように構成すると好ましい。スクリーンマスク3面の一部のみに圧力が掛かるようであると、スクリーンマスク3が被印刷体6の表面形状に応じて適切に変形できないおそれが生じるからである。
The
支持部14は、筒状体2を支持(例えば挟持)するものであり、筒状体2は、支持部14が有するホルダ13によって支持されている。支持部14及び被印刷体6を保持する吸着ステージ7のうち少なくとも一方は、被印刷体6に対するスクリーンマスク3(すなわち筒状体2)の相対的な位置を制御する位置制御機構(不図示)を有する。位置制御機構は、被印刷体6面に対するスクリーンマスク3の横(水平)方向の位置を調節する横方向調節機構と、被印刷体6面に対するスクリーンマスク3の縦(垂直)方向の位置を調節する縦方向調節機構とを有する。横方向調節機構と縦方向調節機構とは、支持部14と吸着ステージ7とに別々に配置されていてもよいし、いずれか又は両方に一緒に配置されていてもよい。また、スクリーンマスク3と被印刷体6の位置合わせのために、被印刷体6に対するスクリーンマスク3の位置を検出する位置検出機構(不図示)(例えば、カメラ等)を設けてもよい。
The
ペースト8は、被印刷体6上に印刷されるものであり、スクリーンマスク3の開口5aから筒状体2の内圧に応じて吐出可能なものであればよく、好ましくは、被印刷体6に対してダレやにじみが少ないものである。印刷によって配線を形成する場合には、ペースト8としては、例えば、金属(例えば、金、銀、銅等)微粒子ペースト、導電性樹脂、及び導電性インク(導電性微粒子が分散されている有機−無機複合材含む)等を使用することができる。特に、配線間のピッチが狭い高密度配線を形成する場合には、粒子径が20nm程度以下の金属微粒子を含有した導電性ペースト又は導電性インクをペースト8の少なくとも一部に使用すると好ましい。このようなペースト8によれば、狭ピッチ化に対応可能なだけでなく、金属微粒子同士の融着により導電率の向上も同時に実現することができる。
The
ペースト8が、圧力を加えられることにより粘度が大きく変化するものである場合には、筒状体2内にあるペースト8量を調節できる(この場合には少なくする)ように、印刷装置1は、筒状体2内のペースト8量を調節するペースト量制御部(不図示)をさらに備えてもよい。
When the viscosity of the
また、印刷装置1は、ペースト8の粘度を調節するために、ペースト8の温度を制御するする温度制御機構(不図示)をタンク部2a及びチャンバ部2bのうち少なくとも一方にさらに備えてもよい。
The
次に、本発明の第2実施形態に係る印刷装置について説明する。図3に、本発明の第2実施形態に係る印刷装置の概略断面図を示す。なお、図3においては、図1及び図2に示す第1実施形態と同じ要素には同じ符号を付してある。 Next, a printing apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a schematic sectional view of a printing apparatus according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same elements as those in the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals.
第1実施形態においては、空気等の流体によって筒状体2内のペースト8に圧力を掛けていたが、本実施形態においては、筒状体2内を摺動する摺動体でペースト8を機械的かつ直接的に押圧する。したがって、第2実施形態に係る印刷装置11は、第1実施形態における内圧制御部12及びコネクタ10の代わりに、摺動体としてピストン16及び内圧制御部15を備える。第2実施形態に係る印刷装置11のその他の構成は、上記で説明したような第1実施形態に係る印刷装置1と同様である。
In the first embodiment, pressure is applied to the
ピストン16は、筒状体2の内面と隙間なく密接しており、ペースト8を押圧してもペースト8がピストン16の上方へ漏れてこないようなものが好ましい。内圧制御部15は、ピストン16を筒状体2に沿って上下動(摺動)させるものであり、その移動量を適宜制御することにより、ペースト8に掛かる圧力、すなわちスクリーンマスク3への圧力、を調節する。ピストン16は、ペースト8に直接的に接触していてもよいし、直接的な接触が好ましくない場合にはその間に遮蔽板や栓を介在させてもよい。
The
本発明の印刷装置によれば、スキージによる転写を使用することなく印刷することができる。また、本発明の印刷装置によれば、スクリーンマスク3を被印刷体6の表面形状に追従させてから印刷することができ、非平面形状部分(例えば、段差、凹凸又は曲面)の印刷不良(例えば、転写抜け、にじみ等)を防止することができる。さらに、本発明の印刷装置によれば、一度の印刷で広い範囲を印刷することもできる。
According to the printing apparatus of the present invention, printing can be performed without using transfer by a squeegee. In addition, according to the printing apparatus of the present invention, printing can be performed after causing the
次に、本発明の印刷方法について、図1に示す第1実施形態に係る印刷装置を例にして説明する。図4に、本発明の印刷方法を説明するための、図1に示す印刷装置の要部拡大図を示す。 Next, the printing method of the present invention will be described using the printing apparatus according to the first embodiment shown in FIG. 1 as an example. FIG. 4 is an enlarged view of a main part of the printing apparatus shown in FIG. 1 for explaining the printing method of the present invention.
まず、筒状体2に所望のスクリーンマスク3を設置すると共に、筒状体2内に所望のペースト8を充填する。吸着ステージ7上には、所望の被印刷体6を配置する。
First, a desired
被印刷体6は非平面状部分を有するものであり、図4に示す形態においては非平面状部分として段差6aを有する。被印刷体6の表面は、印刷されるペースト8のにじみが発生しにくいもの(より好ましくは、にじみが発生しないもの)が好ましい。また、配線パターンを形成する場合、被印刷体6の表面は絶縁性樹脂であり、導電性ペーストが印刷可能なものであれば、いずれの材料でもよい。
The
次に、位置制御機構(不図示)や位置検出機構(不図示)を用いてスクリーンマスク3と被印刷体6の横方向の位置合わせをする。図4に示す形態においては、開口5aの少なくとも一部が段差6a上に配置されるように、位置を調節してある(図4(a))。
Next, the
次に、筒状体2及びスクリーンマスク3のうち少なくとも一方の縦方向の位置を調節して、スクリーンマスク3と被印刷体6の高位面とを接触させる(図4(b))。このとき、開口5aの一部が被印刷体6の高位面に掛かっている。
Next, the vertical position of at least one of the
次に、内圧制御部12により筒状体2内部の圧力を高めて、ペースト8によってスクリーンマスク3の一方の面の全体を押圧する。これにより、スクリーンマスク3は、被印刷体6の表面形状に沿って変形し、被印刷体6の高位面以外の部分とも接触する。このとき、開口5a周囲のスクリーンマスク3(乳剤5)面が被印刷体6と接触する(すなわち、開口5aの一部が被印刷体6の低位面に掛かる)。それと同時に、メッシュ4を通って開口5aにペースト8が充填され、ペースト8と被印刷体6の表面とが接触する(図4(c))。段差6aに面している開口5aは、段差6aの高位面から低位面に亘って段差6aに面することになるため、ペースト8も段差6aの形状に沿って高位面から低位面に亘って接触することになる。
Next, the internal
このとき、スクリーンマスク3と被印刷体6とは、印刷不良(転写抜け、ペースト漏れ等)が生じないように接触していると好ましい。例えば、スクリーンマスク3と被印刷体6の接触面には、全体として一様な圧力が掛かるようにすると好ましい。
At this time, it is preferable that the
このとき、ペースト8の粘度が低い場合や開口5aの開口率が高い場合には、ペースト8の圧力を高めても開口5aからペースト8が流出するだけで、スクリーンマスク3が被印刷体6の形状に応じて変形しない可能性もある。このような場合には、筒状体2の内圧を高める前の高さの位置調整において、スクリーンマスク3と被印刷体6の高位面とを単に接触させるだけではなく、被印刷体6の高位面でスクリーンマスク3を押圧するようにスクリーンマスク3と被印刷体6とをより接近させて、被印刷体6の低位面とスクリーンマスク3とを接触させてから、筒状体2の内圧を高めてもよい。あるいは、粘度のより高いペースト8を使用する、開口率のより低いメッシュ4を使用するなどしてペースト8の押圧力を高めてもよい。あるいは、温度調節機構(不図示)によってペースト8の温度を下げることによりペースト8の粘度を高めてもよい。また、当然に、これらの対策を複数組み合わせてもよい。
At this time, when the viscosity of the
印刷時には、外部の気温変化によりペースト8の粘度が変化するおそれがあることから、温度調節機構によってペースト8又は筒状体2の温度を所定温度で一定に保つように制御してもよい。
At the time of printing, the viscosity of the
ペースト8によってスクリーンマスク3を押圧する方法としては、ペースト8を保持する容器内部(例えば空気)の圧力を高める方法でもよいし、ペースト8をスクリーンマスク3方向へピストン等で機械的に押圧する方法でもよい。
The method of pressing the
次に、スクリーンマスク3に掛かるペースト8の圧力を徐々に下げる(好ましくは、筒状体2の内圧を大気圧に戻すか又は負圧にする)。これに伴い、スクリーンマスク3は徐々に元の形状に戻っていき、被印刷体6の低位面とスクリーンマスク3とは解離することになる。これにより、被印刷体6とスクリーンマスク3とが解離した部分の開口5aにおいては、ペースト8aはメッシュ4から部分的に剥離し、被印刷体6上に転写される(図4(d))。
Next, the pressure of the
次に、スクリーンマスク3と被印刷体6とを離すように、スクリーンマスク3及び被印刷体6のうち少なくとも一方を徐々に移動させる。これにより、ペースト8aはメッシュ4から完全に剥離し、被印刷体6上に転写される(図4(e))。
Next, at least one of the
最後に、被印刷体6上のペースト8aを適宜好適な方法で硬化させる。
Finally, the
本発明の印刷方法によれば、非平面状の被印刷体(例えば、段差、凹凸又は曲面を有する被印刷体)に対しても、印刷欠陥(例えば、転写抜け、にじみ等)を生ずることなく印刷することができる。また、本発明の印刷方法によれば、1回の処理で広範囲を印刷することもできる。 According to the printing method of the present invention, a printing defect (for example, transfer omission, blurring, etc.) does not occur even on a non-planar substrate (for example, a substrate having a step, unevenness, or curved surface). Can be printed. Further, according to the printing method of the present invention, it is possible to print a wide range by a single process.
本発明の印刷装置及び印刷方法は、配線を印刷によって形成する場合だけでなく、例えば、部品実装のためにはんだペースト又は導電性ペーストを部品実装用パッド部に印刷する場合にも適用することができる。 The printing apparatus and the printing method of the present invention can be applied not only when the wiring is formed by printing, but also when, for example, a solder paste or a conductive paste is printed on the component mounting pad portion for component mounting. it can.
本発明の印刷装置及び印刷方法について、上記実施形態を用いて説明したが、本発明の印刷装置及び印刷方法は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の範囲内において種々の変形、変更及び改良を含むことができることはいうまでもない。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。 Although the printing apparatus and the printing method of the present invention have been described using the above-described embodiment, the printing apparatus and the printing method of the present invention are not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible within the scope of the present invention. It goes without saying that changes and improvements can be included. Various combinations and selections of various disclosed elements are possible within the scope of the claims of the present invention.
Claims (14)
ペーストを保持する筒状体と、
所定のパターンのペーストを転写するためのスクリーンマスクと、
前記筒状体内部の圧力を制御する内圧制御部と、を備え、
前記筒状体は、被印刷体に対向する開放端を有し、
前記スクリーンマスクは、前記筒状体の前記開放端を覆うように装着され、
前記筒状体がその内部にペーストを保持する際には、前記ペーストが前記スクリーンマスクの一方の面に接触して保持されるよう構成され、
前記スクリーンマスクは、前記スクリーンマスクの他方の面の少なくとも一部が被印刷体の少なくとも一部と接触した状態で前記スクリーンマスクの前記一方の面を前記ペーストで押圧することにより、前記被印刷体の表面形状に沿って変形することを特徴とする印刷装置。A printing device for screen printing that prints a paste on a substrate,
A cylindrical body for holding the paste;
A screen mask for transferring a paste of a predetermined pattern;
An internal pressure control unit for controlling the pressure inside the cylindrical body,
The cylindrical body has an open end facing the substrate to be printed,
The screen mask is mounted so as to cover the open end of the cylindrical body,
When the cylindrical body holds the paste therein, the paste is configured to be held in contact with one surface of the screen mask,
The screen mask is formed by pressing the one surface of the screen mask with the paste in a state where at least a part of the other surface of the screen mask is in contact with at least a part of the substrate. The printing apparatus is characterized by being deformed along the surface shape.
所定のパターンのペーストを転写するためのスクリーンマスクの一方の面を被印刷体に少なくとも一部を接触させながら前記被印刷体に対向させて、
前記スクリーンマスクの他方の面をペーストを介して押圧することにより、前記スクリーンマスクの形状を前記被印刷体の表面形状に沿って変形させると共に、前記スクリーンマスクを通過したペーストを前記被印刷体に接触させることを特徴とする印刷方法。A printing method for screen printing that prints a paste on a substrate,
One surface of a screen mask for transferring a paste of a predetermined pattern is opposed to the printing body while at least partly contacting the printing body,
By pressing the other surface of the screen mask through a paste, the shape of the screen mask is deformed along the surface shape of the printed material, and the paste that has passed through the screen mask is applied to the printed material. A printing method characterized by contacting.
前記スクリーンマスクの形状を前記被印刷体の表面形状に沿って変形させる際には、前記ペーストを通過させるための前記スクリーンマスクの開口の少なくとも一部が前記非平面上部分に掛かるように、前記スクリーンマスクを配置することを特徴とする請求項6〜9のいずれか一項に記載の印刷方法。The surface of the printing material facing the screen mask has a non-planar portion,
When the shape of the screen mask is deformed along the surface shape of the printing body, at least a part of the opening of the screen mask for allowing the paste to pass is applied to the non-planar portion. A printing method according to any one of claims 6 to 9, wherein a screen mask is disposed.
前記ペーストによる押圧前に、前記スクリーンマスクと前記凹凸の高位面とを接触させ、
前記ペーストの押圧により、前記スクリーンマスクと前記凹凸の低位面とを接触させることを特徴とする請求項6〜10のいずれか一項に記載の印刷方法。The surface of the printing material facing the screen mask has irregularities,
Before pressing with the paste, the screen mask and the high surface of the unevenness are brought into contact,
The printing method according to claim 6, wherein the screen mask and the lower surface of the unevenness are brought into contact with each other by pressing the paste.
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