TWI664096B - 接觸印刷用組合網版及印刷裝置 - Google Patents

Abstract

本發明獲得一種組合網版，其適合於接觸印刷，能進行高精度印刷且耐久性較高。

本發明之接觸印刷用組合網版1包括：框2；印刷用絲網3；以及支持體4，其內周部與印刷用絲網之外周部接合，外周部固定於框。印刷用絲網3係金屬製絲網，支持體4係由與印刷用絲網相比，刮料時之平面方向之拉伸較小且厚度方向之位移量較小之高強度之金屬板形成。因而，可獲得如下之組合網版1：能抑制接觸印刷時之印刷用絲網3之平面方向之拉伸，高精度且耐久性較高。

Description

接觸印刷用組合網版及印刷裝置

本發明係關於一種使用於接觸方式之絲網印刷中之組合網版。

於絲網印刷中，為了應對精密導線印刷而使絲網之細線化進展，與因使用強度低且高價之絲網而將印刷用絲網直接黏貼於框之直接黏貼構造相比，組合構造之網版成為主流。所謂組合網版係經由支持體將印刷用絲網之周圍固定於框而成者。

於組合網版之情形時，由於藉由支持體吸收印刷時之印壓對印刷用絲網之載荷，因此，一般使用較印刷用絲網更賦有彈力性之合成纖維絲網作為支持體(例如，專利文獻1)。

然而，因近年來之電子零件之微細化、多功能化，使得電路之線寬變得微細，以更高之印刷座標精度進行絲網印刷之要求增高。例如，於積層陶瓷電容器等多層製品中，要求±20μm以下之印刷精度。因而，於使用由先前之合成纖維絲網構成之支持體之組合網版中，存在無法實現目標之印刷精度之問題。

於專利文獻2中，揭示有如下之組合網版：使用在編織有不鏽鋼纖維之篩網之編織部表面被覆有鍍覆覆膜之硬絲網作為印刷用絲網，並使用較印刷用絲網粗且在編織有線徑較粗之不鏽鋼纖維之篩網之編織部表面被覆有鍍覆覆膜之硬絲網作為支持體絲網。於此情形時，由於支持體絲網之拉伸較合成纖維絲網之拉伸小，因此，能實現印刷精度之提高。

然而，由於使用不鏽鋼篩網作為支持體，因此，因刮板之印壓而變形後之位置座標之復原性不那麼良好，從而印刷圖形容易變形。其結果，難以獲得期望之印刷精度。進而，支持體與印刷用絲網同樣係篩網構造，而且需要實施鍍覆處理，因此價格較高。除此之外，亦存在漿料(印刷用墨水)之一部分進入支持體絲網之接縫，該漿料對印刷品質造成不良影響之可能性。

[先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特許第5529395號公報

[專利文獻2]日本專利特開2007-62225號公報

[專利文獻3]日本專利特開平8-112891號公報

[專利文獻4]日本專利特開平5-254087號公報

本發明之目的在於提供一種組合網版，其適合於接觸印刷，能進行高精度印刷，且耐久性較高。

於對本發明之意義進行說明之前，首先對接觸印刷進行說明。絲網印刷大體上有非接觸方式與接觸方式。所謂非接觸方式，係將被印刷物載置於被水平支持之印刷載台上，並以與該被印刷物之表面之間空開間隙之狀態保持網版之印刷用絲網，將漿料供給至印刷用絲網上，使刮板一面壓抵於印刷用絲網上一面水平移動，由此使印刷用絲網撓曲，以將形成於印刷用絲網之圖案轉印於被印刷物。

然而，於非接觸方式之印刷方法中，每次刮料時印刷用絲網均被向下方拉伸，同時因與刮板之摩擦阻力而亦於平面方向上被拉伸。其結果，存在如下問題，即，形成於被印刷物之表面上之圖案之印刷偏移容易變大，且印刷用絲網之耐久性亦容易下降。

另一方面，接觸方式係藉由將被印刷物之表面與印刷用絲網預先保持成幾乎接觸狀態(但是，印刷用絲網與被印刷物之間之距離並不限於0)，並使刮板水平移動，從而使印刷用絲網在厚度方向上幾乎不撓曲，便能將形成於印刷用絲網之圖案轉印於被印刷物。於此種接觸方式之印刷方法中，與非接觸式相比，印刷用絲網之厚度方向之拉伸較小，因此，具有印刷偏移及形狀劣化變小之優點。

如專利文獻3、4所記載般，亦開發有如下之接觸方式之印刷方法，即，使用具有剖面呈圓弧狀之外周面之印刷載台，一面使吸附於該外周面上之被印刷物之表面接觸於印刷用絲網之背面的與刮板之前端位置相對應之位置，一面與刮板之移動同步地使印刷載台旋轉。於使用此種具有圓弧狀外周面之印刷載台時，由於與刮板之移動同步地使印刷用絲網與載台局部接觸，因此，與平面狀之印刷載台相比，具有能抑制將印刷用絲網自印刷載台剝離時之印刷用絲網之拉伸，且印刷精度及印刷用絲網之耐久性提高之優點。

然而，即使係使用了具有圓弧狀外周面之印刷載台之接觸方式之印刷方法，亦無法抑制因與刮板之摩擦阻力而引起之印刷用絲網之平面方向之拉伸。

因而，本發明之組合網版之特徵在於如下方面：使用金屬製絲網作為印刷用絲網，並使用強度較印刷用絲網高之金屬板作為支持體，利用該 金屬板保持印刷用絲網之周圍。藉由支持體之加強效果，能抑制因與刮板之摩擦而引起之印刷用絲網之平面方向之拉伸，與先前之組合網版相比，位置之座標再現性更佳，能實現高精度之印刷。由於支持體為金屬板，因此，在厚度方向上幾乎無法變形，但因接觸印刷之緣故，支持體無需於厚度方向上變形。雖然在絲網與載台之剝離時，絲網有時會於厚度方向上拉伸，但由於利用高強度之金屬板支持絲網之周圍，因此，能抑制印刷用絲網之厚度方向之拉伸。其結果，可提供一種能實現高精度之印刷且耐久性較佳之組合網版。

作為印刷用絲網，係使用金屬製絲網，可使用例如SUS絲網、鎢絲網等公知之絲網。印刷絲網並不侷限於由金屬纖維製成之織物構造體(篩網)，亦可為金屬遮罩。尤佳為被稱作高網目之金屬線較細且被編織得更細之高精度之絲網。

作為支持體之「金屬板」並非金屬遮罩及篩網般之網格狀或纖維狀之構造體，而為平板。雖然未必需要固定厚度，但若為固定厚度之平板，則強度固定，加工容易且廉價。作為支持體之金屬材料，較佳為楊氏模數70GPa以上且640GPa以下，更佳為楊氏模數150GPa以上且430GPa以下。於將印刷用絲網固定於支持體之下表面側之情形時，為了減小支持體與印刷用絲網之階差處之空間，支持體之厚度理想為3mm以下，尤其為1mm以下。又，為了能抑制因與刮板之摩擦引起之變形，厚度理想為0.1mm以上。藉由使用此種薄壁且高強度之支持體支持金屬製之印刷用絲網，而能實現印刷操作性優異且印刷精度高(例如±20μm以下)之絲網印刷版。即便使用高網目般之強度較低之絲網作為印刷用絲網，印刷圖形之座標再現性亦較高。

支持體之熱膨脹係數較佳為1×10^-6/℃以上且23×10^-6/℃以下，更佳為4×10^-6/℃以上且11×10^-6/℃以下。因熱膨脹係數較小，故能抑制因溫度變化引起之印刷精度之偏差。由於印刷用絲網及支持體均為金屬，因此，不易受到濕度變化所帶來之影響、漿料中所含之溶劑引起之膨潤或化學變化所帶來之影響。因而，與由合成纖維絲網製成之印刷用絲網及支持體相比，耐久性優異。作為此種高強度、低熱膨脹、非吸濕單板，一般可使用例如不鏽鋼板、鋁板、超級鍛鋼、超硬合金、銅板、高強度鋼板等。

由於支持體為金屬製平板而非絲網，因此廉價。於支持體因多次使用而發生變形之情形時，視需要亦可僅更換支持體。進而，由於支持體為金屬平板而非篩網構造，因此，不會如專利文獻2般漿料之一部分進入支持體之接縫處。

印刷用絲網以特定之張力與支持體接合，支持體理想為對於印刷用絲網之張力能保持非變形狀態之厚度之金屬板。金屬板存在具有各種楊氏模數之材料，但若為楊氏模數較大但極薄壁之板材，則有時亦無法抑制撓曲。因而，較佳為使用對於印刷用絲網之張力能保持非變形狀態(平板狀態)之厚度之金屬板作為支持體。

印刷用絲網理想為與支持體之印刷載台側接合。於絲網印刷中，組合網版之背面側與載台(或保持於載台之被印刷物)接觸。於印刷用絲網與支持體之上表面側接合之情形時，具有剛性之支持體之背面側可能會與載台發生干涉而使載台損傷。又，有印刷用絲網產生與支持體之厚度相應之量之拉伸，而產生座標偏移的情況。因而，藉由使印刷用絲網與支持體之背面側、即印刷載台側接合，能防止支持體與載台發生干涉，而能抑制因支持體之厚度引起之印刷用絲網之拉伸。

較理想為，將本發明之接觸印刷用組合網版應用於專利文獻3般之使用了具有圓弧狀外周面之印刷載台之印刷裝置。於此情形時，由於為接觸方式，故能抑制印刷用絲網之厚度方向之位移，而且印刷用絲網因支持體之加強效果亦不易於平面方向上位移，因此，能實現較高之印刷精度。進而，由於與刮板之移動同步地使印刷用絲網與載台局部接觸，因此，能抑制在將印刷用絲網自印刷載台剝離時之印刷用絲網之拉伸，印刷精度及印刷用絲網之耐久性進一步提高。

如上所述，根據本發明，使用金屬製絲網作為印刷用絲網，使用強度較印刷用絲網高之金屬板作為支持體，利用該金屬板保持印刷用絲網之周圍，因此，能藉由支持體之加強效果抑制因與刮板之摩擦引起之印刷用絲網之平面方向之拉伸，與先前之組合網版相比，位置之座標再現性更佳，能實現高精度之印刷。進而，由於金屬板與絲網相比，對於多次使用之劣化較小，因此，能實現耐久性優異之組合網版。再者，於由金屬板構成之支持體之情形時，就非接觸印刷而言，支持體不會拉伸，印刷用絲網與被印刷物無法接觸，因此，無法進行漿料轉印，而無法順利地印刷，但藉由與接觸印刷組合，能實現高精細之印刷。

1‧‧‧組合網版

2‧‧‧框

3‧‧‧印刷用絲網

4‧‧‧支持體

4a‧‧‧開口部

10‧‧‧刮板

11‧‧‧移動機構

12‧‧‧台

12a‧‧‧圓弧狀外周面

D‧‧‧寬度

P‧‧‧漿料

W1‧‧‧寬度

W2‧‧‧寬度

圖1(a)、(b)係表示本發明之接觸印刷用組合網版之第1實施形態之俯視圖及A-A線剖視圖。

圖2係SUS430板、不鏽鋼絲網、聚酯絲網之S-S曲線。

圖3係將使用聚酯絲網作為支持體之先前例與使用SUS430板作為支持體之本發明之印刷前後之座標復原性進行比較之圖。

圖4係將使用聚酯絲網作為支持體之先前例與使用SUS430板作為支持體之本發明之溫度濕度變化進行比較之圖。

圖5係應用了圖1所示之組合網版之接觸方式之印刷裝置之剖視圖。

圖6係表示本發明之組合網版之印刷精度之圖。

圖1表示本發明之接觸印刷用組合網版之第1實施形態。上述組合網版1包括框2、印刷用絲網3及支持體4，該支持體4之內周部與印刷用絲網3之外周部接合，外周部固定於框2。

框2由具有厚度之構件形成為四邊形框狀，並形成為其內側能供刮板移動之大小。框2之材質係由例如鋁或鋁合金等金屬材料形成。於先前之絲網印刷版中，框2具有保持印刷用絲網3之張力之作用，但於本實施形態中，由支持體4保持印刷用絲網3之張力。因而，支持體4具有將印刷用絲網3牢固地支持於框2之作用。

作為印刷用絲網3，使用金屬製篩網或金屬製遮罩。金屬製篩網係將較細之金屬纖維編織而成者，使用例如SUS篩網、鎢篩網、高強度鋼篩網等。使用對該金屬製篩網利用例如感光性樹脂圖案化出印刷圖形(未圖示)者。作為金屬製篩網，尤佳為被稱作高網目之金屬線較細並被編織得更細之高精度之絲網。所謂金屬製遮罩係藉由例如蝕刻、雷射加工、電鑄等對金屬箔或金屬板形成印刷圖案之多孔性之金屬遮罩。

支持體4由強度較印刷用絲網3大之金屬製單板構成，其外周部藉由接著等固定於框2之下表面。於支持體4之中心部形成有四邊形之開口部4a，印刷用絲網3之外周部以賦予了特定張力之狀態被固定於上述開口部4a之周圍。尤其理想的是，印刷用絲網3固定於支持體4之下表面側、即載 台側。其理由係防止在網版與印刷用載台接觸時，載台上之被印刷物因與支持板4干涉而受到損傷。支持體4與框2之固定方法及支持體4與印刷用絲網3之固定方法亦可為接著以外之接合方法。

支持體4之大小理想為滿足以下之條件。即，為了無偏差地進行印刷，需要刮板之起動距離，支持體4之刮板移動方向前側之寬度W1理想為能確保漿料之翻轉穩定之前之距離的尺寸。又，若漿料積存作用於印刷部，則會導致滲出，因此，支持體4之刮板移動方向後側之寬度W2理想為設為能確保漿料積存之空白部之尺寸。進而，刮板端部因作用有負荷而必須與印刷部分開，為了於刮板之寬度方向上亦確保空白部，支持體4之開口部4a之與刮板移動方向正交之方向之寬度D理想為設為較刮板之全長短之尺寸。

支持體4係由與印刷用絲網3相比，刮料時之平面方向之拉伸較小且厚度方向之位移量較小之高強度之金屬板形成。尤其，可使用相對於印刷用絲網3之張力能保持非變形狀態之厚度之金屬板。支持體4之材質及厚度較佳為楊氏模數70GPa以上且640GPa以下，厚度0.1mm以上且3mm以下，更佳為楊氏模數150GPa以上且430GPa以下，厚度0.1mm以上且1mm以下。支持體4之熱膨脹係數較佳為1×10^-6/℃以上且23×10^-6/℃以下，更佳為4×10^-6/℃以上且11×10^-6/℃以下。作為此種高強度、低熱膨脹之金屬板，一般可使用例如不鏽鋼板、銅板、鋁板、超級鍛鋼、超硬合金、高強度鋼板等。

先前之組合網版中之支持體之功能係藉由利用支持體自身之拉伸承受印刷時產生之版之變形，而儘量減小印刷用絲網之變形。另一方面，本發明之組合網版中之支持體之功能並非利用支持體自身之拉伸承受印刷時 之變形，而是對印刷用絲網之周圍進行加強，以儘量減小印刷用絲網之變形。因而，支持體4使用高強度之金屬板。支持體4之厚度為任意，但於設計成刮板之端部在支持體4上滑動之情形時，為了減小支持體4與印刷用絲網3之階差處之空間，抑制刮板之損傷，支持體4之厚度較理想為3mm以下，尤其為1mm以下。又，為了能抑制因與刮板之摩擦引起之變形，厚度較理想為0.1mm以上。再者，亦可藉由於階差部填充接著劑等，而抑制刮板之損傷。

表1係使用SUS430板、Al、銦鋼材、超硬合金作為支持體4之例之情形、與使用先前之一般支持體之聚酯絲網作為支持體4之例之情形時的各材料特性之比較表。於聚酯絲網之情形時，由於形狀呈網狀，楊氏模數較低，熱膨脹係數及濕度膨脹係數較大，因此，座標再現性較低，對荷重變形、溫度及濕度變化之抑制效果較低。相對於此，於支持體之材質為SUS430板、Al、銦鋼材、超硬合金之情形時，楊氏模數均為聚酯之數十倍以上，熱膨脹係數及濕度膨脹係數較小，而且形狀呈板狀，因此，座標再現性較高，對荷重變形、溫度變化及濕度變化之抑制效果較高。其結果，具有印刷精度變高之效果。

圖2係SUS430板(厚度0.4mm)、不鏽鋼絲網(#150-61：線徑61μm、網目數150個/英吋)、樹脂絲網(聚酯絲網#230-480：線徑48μm、網目數 230個/英吋)之S-S曲線。由圖2明確可知，SUS430板之強度當然明顯高於樹脂絲網，即便與材質相同之不鏽鋼絲網相比，亦顯著較高。因而，能有效地抑制印刷中之支持體之變形，進而抑制印刷用絲網之變形。

圖3係於先前構造與本發明構造中對印刷前後之座標復原性進行比較之圖。於先前構造中，使用外尺寸320mm見方、內尺寸210mm見方、#230-48之聚酯絲網作為支持體，並使用鎢絲網作為印刷用絲網。於本發明構造中，使用外尺寸320mm見方、內尺寸210mm見方、厚度0.4mm之SUS430板作為支持體，並使用與先前例相同之鎢絲網作為印刷用絲網。印刷方法為接觸方式，條件相同。座標偏移係印刷前後之各座標之差。

由圖3可明確，印刷前後之座標偏移於先前構造中為±5μm，偏移之傾向亦遍及整周而分散。相對於此，本發明構造之座標偏移為±2μm，座標位置亦靠近初始位置。其結果，可知於使用SUS430板作為支持體之情形時，與先前相比，印刷前後之座標復原性提高。

圖4係於現有構造與本發明構造中對基於溫度-濕度變化之座標復原性進行比較之圖。所使用之網版與圖3相同。於先前構造之情形時，因溫度變化產生之變形為1.4μm/℃‧68mm，因濕度變化產生之變形為-2.1μm/10%‧68mm，變形為非線性，相對於此，於本發明構造中，因溫度變化產生之變形為1.2μm/℃‧68mm，因濕度變化產生之變形為-1.2μm/10%‧68mm，變形為線性。由此，藉由將支持體自聚酯絲網變為SUS430板，而支持體成為低熱膨脹、非吸濕材，能抑制對於溫度-濕度變化之應變。

圖5表示本發明之印刷裝置之一例。於該例中，將圖1記載之組合網 版1應用於接觸方式之印刷裝置中。於組合網版1之上側，將在印刷用絲網3及支持體4上滑動之刮板10安裝於沿水平方向移動之移動機構11。刮板10以特定之印壓傾斜地壓接於印刷用絲網3及支持體4。較理想為，刮板10之全長(與紙面垂直方向之長度)較支持體4之開口部4a之寬度(圖1之D)大。於此情形時，由於施加負荷最多之刮板10之端部於支持體4上滑動，因此，能減輕施加於印刷用絲網3之負荷。進而，支持體4之刮板移動方向前側之寬度(圖1之W1)為漿料之翻轉穩定之前之刮板之起動距離，支持體4之刮板移動方向後側之寬度(圖1之W2)為漿料積存之空白部。

於組合網版1之下側配置有印刷用載台12，該印刷用載台12具有剖面呈圓弧狀之外周面12a。印刷用載台12之寬度方向尺寸(與紙面垂直之方向之尺寸)較支持板4之開口部4a之寬度D大。於該載台12之外周面上吸附保持有陶瓷坯片等被印刷物(未圖示)。載台12係以如下方式安裝於未圖示之旋轉機構，即，一面使被印刷物之表面與印刷用絲網3之背面之對應於刮板10之前端位置之位置接觸，一面與刮板10之移動同步地沿箭頭方向旋轉。再者，剖面呈圓弧狀之外周面亦可為橢圓之圓弧狀之外周面。詳細之構成如專利文獻4所記載般，故於此處省略。

圖5中，二點鏈線表示印刷之開始狀態，單點鏈線表示中間狀態，實線表示結束狀態。刮板10一面將漿料(印刷用油墨)P按壓於印刷用絲網3，一面朝箭頭方向水平移動。由於台12之圓弧狀外周面12a之頂部與印刷用絲網3之背面的對應於刮板10之前端位置之位置局部地接觸，因此，能抑制因漿料P之黏性造成之與載台10剝離時之印刷用絲網3之拉伸。又，由於印刷用絲網3之周圍被高強度之支持體4支持，因此，亦能抑制或防止因與刮板10之摩擦引起之印刷用絲網3之平面方向之拉伸。

如此，載台12一面與印刷用絲網3之背面的對應於刮板10之前端位置之位置局部接觸一面旋轉，因此，能有效地抑制印刷用絲網3與載台12剝離時之印刷用絲網3之變形。又，由於印刷用絲網3之周圍被高強度之金屬板即支持體4保持，因此，能抑制因與刮板10之摩擦引起之印刷用絲網3之平面方向之拉伸。進而，亦能抑制作為接觸印刷之特徵之印刷用絲網3之厚度方向之拉伸。

將使用圖5所示之印刷裝置於以下之條件下進行絲網印刷之結果示於圖6。版構造及印刷條件如下。

框：外尺寸364mm、內尺寸320mm見方、厚度16.5mm之鋁框

支持體：外尺寸364mm見方、內尺寸210mm見方、厚度0.4mm之SUS430板

印刷用絲網：高網目之鎢絲網(#430-13：線徑13μm、網目數430個/英吋)

於上述條件下使用剖面呈圓弧狀之載台進行接觸方式之絲網印刷，結果能穩定地實現多層製品所需之印刷精度±15μm。由此，本發明之組合網版之效果得到證明。藉由使用此種高精度之組合網版，能實現高密度印刷，並能製造出高功能之多層商品。

上述實施例僅表示本發明之幾個示例，能在不脫離本發明之主旨之範圍內進行變更。於上述實施形態中，使用SUS430板作為支持體之材質，但亦可使用除此以外之不鏽鋼板，進而亦可使用高強度鋼板、鋁板、銅板以及其他合金等其他金屬板。亦可根據楊氏模數設定支持體之厚度。

於圖5之印刷裝置中，使用剖面呈扇形之載台作為載台，但亦可為魚糕形狀或圓筒狀台，只要為具有凸曲面之載台即可。進而，本發明之組合 網版並不侷限於使用如圖5之具有凸曲面之載台之接觸方式之印刷方法，亦可應用於線剝離印刷、進而使用平板狀載台之接觸方式之印刷方法中。

Claims (9)

1. 一種接觸印刷用組合網版，其包括： 框； 印刷用絲網；以及 支持體，其內周部與上述印刷用絲網之外周部接合，外周部固定於上述框；且 上述印刷用絲網係金屬製絲網， 上述支持體係由與上述印刷用絲網相比，刮料時之平面方向之拉伸較小且厚度方向之位移量較小之高強度之金屬板形成。
2. 如請求項1之接觸印刷用組合網版，其中上述印刷用絲網以特定之張力接合於上述支持體， 上述支持體係相對於上述印刷用絲網之張力能保持非變形狀態之厚度之金屬板。
3. 如請求項1之接觸印刷用組合網版，其中上述支持體係楊氏模數為70 GPa以上且640 GPa以下、厚度為0.1 mm以上且3 mm以下之金屬板。
4. 如請求項2之接觸印刷用組合網版，其中上述支持體係楊氏模數為70 GPa以上且640 GPa以下、厚度為0.1 mm以上且3 mm以下之金屬板。
5. 如請求項3之接觸印刷用組合網版，其中上述支持體係厚度為0.1 mm以上且1 mm以下之金屬板。
6. 如請求項4之接觸印刷用組合網版，其中上述支持體係厚度為0.1 mm以上且1 mm以下之金屬板。
7. 如請求項1至6中任一項之接觸印刷用組合網版，其中上述支持體係熱膨脹係數為1×10^-6/℃以上且23×10^-6/℃以下之金屬板。
8. 如請求項1至6中任一項之接觸印刷用組合網版，其中上述印刷用絲網與上述支持體之印刷載台側接合。
9. 一種印刷裝置，其包括： 如請求項1至8中任一項之接觸印刷用組合網版； 刮板，其一面按壓供給至上述組合網版之印刷用絲網上之漿料，一面水平移動；以及 印刷用載台，其具有剖面呈圓弧狀之外周面，一面使吸附於上述外周面上之被印刷物之表面與上述印刷用絲網之背面的對應於上述刮板之前端位置之位置接觸，一面與上述刮板之移動同步旋轉。