(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被印刷体が載置されるステージ上に、パターン孔が開孔されたスクリーン版を配置し、該スクリーン版上に供給される印刷ペーストを前記パターン孔を介して前記被印刷体に塗布するようにしたスクリーン印刷装置において、
前記スクリーン版上に真空ポンプが接続されたチャンバーを配設して前記スクリーン版と前記チャンバーとの間に密閉空間を形成し、前記スクリーン版を前記被印刷体より分離する際に前記チャンバー内の圧力を前記真空ポンプの吸引動作によって減圧して前記パターン孔の内部に充填されている前記印刷ペーストに吸引力を作用させることによって前記被印刷物への前記印刷ペーストの塗布量を制御するようになしたことを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項２】
前記ステージの前記被印刷体の載置部に前記被印刷体の外周に沿って電磁石が埋設されているとともに、前記密閉空間内の前記スクリーン版の直上で前記電磁石と対応する位置に電磁石が配置されていることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電ペースト等の印刷ペーストを被印刷体上に塗布するのに使用されるスクリーン印刷装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】
従来のスクリーン印刷装置は、大略的に、被印刷体が載置されるステージと、このステージ上に所定のギャップを空けて配置されるスクリーン版とで構成されており、前記スクリーン版上に供給される印刷ペーストをスキージの移動によってスクリーン版のパターン孔に充填させ、これを被印刷体に転写することでスクリーン印刷装置として機能する。
【０００３】
ところで、上述した従来のスクリーン印刷装置においては、スクリーン版と被印刷体との間に所定のギャップが設けられており、スクリーン版と被印刷体とはスキージの移動に伴って部分的に接触し、そして分離する。このとき、印刷ペーストの吐出量を管理するのは極めて困難であり、例えば印刷ペーストそのものの自重や印刷ペーストの被印刷体に対する付着力の総和が、印刷ペーストのスクリーン版に対する付着力よりも過度に大きいと、印刷ペーストが被印刷体上に過剰に塗布されてしまい、塗布ムラの原因となる。このようなスクリーン印刷装置を線幅３０μｍ以下、１ｍｍあたり３０本といった高精細回路パターンの形成に用いる場合、前述の塗布ムラによって回路パターンに短絡や断線を発生することが多く、製品の生産性を著しく低下させる欠点を有している。
【０００４】
このため、スクリーン版と被印刷体との間のギャップやスクリーン版の材質、スキージの材質、スキージの移動方向，移動速度，押圧力、印刷ペーストの粘度等を最適な条件に設定することで前述した印刷ペーストの塗布ムラを少なくする種々の試みがなされているが、未だ有効な手段が見出されておらず、試行錯誤を続けているのが現状である。
【０００５】
【問題点を解決するための手段】
本発明は上述の問題点に鑑み案出されたもので、本発明のスクリーン印刷装置は、被印刷体が載置されるステージ上に、パターン孔が開孔されたスクリーン版を配置し、該スクリーン版上に供給される印刷ペーストを前記パターン孔を介して前記被印刷体に塗布するようにしたスクリーン印刷装置において、前記スクリーン版上に真空ポンプが接続されたチャンバーを配設して前記スクリーン版と前記チャンバーとの間に密閉空間を形成し、前記スクリーン版を前記被印刷体より分離する際に前記チャンバー内の圧力を前記真空ポンプの吸引動作によって減圧して前記パターン孔の内部に充填されている前記印刷ペーストに吸引力を作用させることによって前記被印刷物への前記印刷ペーストの塗布量を制御するようになしたことを特徴とするものである。
また、本発明のスクリーン印刷装置は、上記構成において、前記ステージの前記被印刷体の載置部に前記被印刷体の外周に沿って電磁石が埋設されているとともに、前記密閉空間内の前記スクリーン版の直上で前記電磁石と対応する位置に電磁石が配置されていることを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を添付図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明の一形態にかかるスクリーン印刷装置の構成を示す図であり、１はステージ、３は被印刷体、４はスクリーン版、５は印刷ペースト、６はチャンバー、Ａは密閉空間である。
【０００７】
本形態のスクリーン印刷装置は、被印刷体３が載置されるステージ１上に、パターン孔４ａが開孔されているスクリーン版４を配置させるとともに、該スクリーン版４上にチャンバー６を配設してスクリーン版４とチャンバー６との間に密閉空間Ａを形成した構造を有している。
【０００８】
前記ステージ１は、その上面で被印刷体３を支持するための支持台としての作用を為し、その上面には図示しない真空ポンプに接続された複数の吸引口が設けられ、また被印刷体３の載置部には電磁石２が埋設される。
【０００９】
前記吸引口は、ステージ１上に載置される被印刷体３を真空吸着し、被印刷体３をステージ上面の所定位置に保持する作用を為す。
【００１０】
また前記電磁石２は、被印刷体３の外周に沿って配置されており、印刷時、スクリーン版３上に配置される電磁石７との間で磁気吸引力を発生させ、スクリーン版４を被印刷体３に良好に密着させる作用を為す。このようにスクリーン版４を被印刷体３に密着させておくことにより印刷ペースト５がスクリーン版４の裏側（下面側）に回り込むのを有効に防止することができる。
【００１１】
また、前記ステージ１上に配置されるスクリーン版４としては、メッシュサイズ３００〜５００程度のステンレス製のメッシュに厚み５〜５０μｍ程度の感光乳剤やメタルマスクを被着させたもの等が使用される。
【００１２】
前記スクリーン版４のパターン孔４ａは、スクリーン版４が感光乳剤から成る場合、感光乳剤を露光及び現像の工程を経てパターニングすることにより形成され、またスクリーン版４がメタルマスクから成る場合、金属板にエッチングやレーザー加工を施し、所定パターンに開孔させることにより形成される。
【００１３】
また、前記スクリーン版４上に配設されるチャンバー６は、Ｏリング等の気密部材８と、スクリーン保持部材９とで構成され、これらの部材を締め付け金具１４で締め付けることによってスクリーン版４とチャンバー６との間に密閉空間Ａが形成される。
【００１４】
前記チャンバー６とスクリーン版４とで形成される密閉空間Ａ内には、供給タンク１８より供給される印刷ペースト５や電磁石７，圧力センサ１１，ウレタンゴム製のスキージ１６等が収容されており、該密閉空間Ａはスクリーン保持部材９に設けられる吸引口９ａ及びダクト１５を介して真空ポンプ１０に接続される。
【００１５】
前記密閉空間Ａ内の電磁石７は、前述した如く、印刷時、ステージ１に埋設した電磁石２との間に磁気吸引力を発生させてスクリーン版４を被印刷体３に良好に密着させるためのものであり、スクリーン版４の直上で、電磁石２と対応する位置に配置される。
【００１６】
また一方、前記圧力センサ１１はチャンバー６内の圧力を検出し、該検出した圧力情報を制御回路１２に伝える。そして制御回路１２では、前記チャンバー６の内外の圧力を比較し、その結果に基づいて真空ポンプ１０の吸引力を制御する。
【００１７】
尚、前記チャンバー６の外の圧力（気圧）は、チャンバー６の外部に配置される別の圧力センサ１３によって検出され、該検出された圧力情報は制御回路１２に伝達されるようになっている。
【００１８】
そして、前記密閉空間Ａに接続される真空ポンプ１０は、スクリーン版４を被印刷体３から分離させる際、チャンバー６内の圧力、即ち、密閉空間Ａの圧力を、所定のタイミングで、外の圧力よりも０．１気圧〜１．０気圧だけ減圧するためのものであり、その吸引動作は前述した制御回路１２によって高精度に制御される。
【００１９】
このように、印刷ペースト５が載置されるスクリーン版４上にチャンバー６を配設して密閉空間Ａを形成し、前記チャンバー６内の圧力を真空ポンプ１０の吸引動作によって調整するようにしたことから、スクリーン版４を被印刷体３より分離する際、パターン孔４ａの内部に充填されている印刷ペースト５には上方への吸引力が作用するようになっており、この吸引力を適当な大きさに設定することにより被印刷物３上への印刷ペースト５の塗布量を簡単に制御することができる。従って、印刷ペーストの塗布ムラが有効に防止されるようになり、スクリーン印刷装置を線幅３０μｍ以下、１ｍｍあたり３０本といった高精細回路パターンの形成に用いる場合であっても、短絡や断線のない鮮明で良好な回路パターンを形成することが可能となる。よって製品の生産性が著しく向上されることとなる。
【００２０】
またこの場合、前記スクリーン版４のパターン孔４ａ内に残留した印刷ペースト５を前述の真空ポンプ１０を用いてチャンバー６側に吸引することができるため、残留ペーストがスクリーン版４の裏側（下面側）に回り込むのを有効に防止することもでき、スクリーン版４を繰り返し使用する場合であっても、スクリーン版４の裏面を汚れの少ない良好な状態に維持することが可能である。
【００２１】
次に上述のスクリーン印刷装置を用いたスクリーン印刷方法について図２（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。ここでは被印刷体３としてガラス基板を使用し、ガラス基板の一主面に回路パターンを形成する場合を例にとって説明する。
【００２２】
（１）まず、ステージ１の所定箇所にガラス基板３を位置決め・固定し、このガラス基板３上に、パターン孔４ａが開孔されているスクリーン版４を配置する。
（２）次に、印刷ペーストとしての銅ペースト５を供給タンク１８からスクリーン版４上に供給し、これを図示しないスクレーパーを用いてスクリーン版４の全体にわたって引き延ばす。尚、前記スクレーパーは厚さ１ｍｍ程度のＳＵＳ板等により形成される。
【００２３】
（３）次に、前記スクリーン版４を下方に降ろし、これをガラス基板３の上面と密着させる。このとき、電磁石２−７間に磁気吸引力を作用させ、スクリーン版４とガラス基板３の上面との間に隙間ができないようにしておく。
【００２４】
（４）次に、図２（ａ）に示す如く、チャンバー６内でスキージ１６をスクリーン版４に押圧しながら所定の方向に移動させ、銅ペースト５をスクリーン版４のパターン孔４ａ内に充填する。このとき、パターン孔４ａ内に充填された銅ペースト５はガラス基板２の上面にも付着される。
【００２５】
（５）次に、圧力センサ１１，１３により検出されるチャンバー６の内外の圧力をもとに、真空ポンプ１０を所定時間、所定のパワーで動作させることによってチャンバー６内の圧力を所定の圧力、例えば０．１気圧に設定する。
【００２６】
（６）そして、チャンバー６内を上記の圧力（０．１気圧）に維持しつつ、電磁石２−７間の磁気吸引力を解除したうえ、図２（ｂ）（ｃ）に示す如く、スクリーン版４を所定の速さで上方に持ち上げ、スクリーン版４をガラス基板３から分離させる。このとき、スクリーン版４は、ガラス基板３の上面から５０μｍ離れるまでは低速（０．１ｍｍ／ｓ〜１．０ｍｍ／ｓ）で、その後は高速（１．０ｍｍ／ｓ〜１００．０ｍｍ／ｓ）で上昇させるようにする。
【００２７】
このとき、スクリーン版４のパターン孔４ａ内に充填されている銅ペースト５は圧力の低いチャンバー６側に吸引されており、ガラス基板３上への銅ペースト５の塗布量は少なくなるように制御される。従って、ガラス基板３の上面に転写される印刷ペースト５のパターンは鮮明なものとなり、断線や短絡のない良好な回路パターンが形成されることとなる。
【００２８】
また前記スクリーン版４をガラス基板３から分離した後も真空ポンプ１０でチャンバー６内の圧力を減圧し続けることにより、図２（ｄ）に示す如く、スクリーン版４のパターン孔４ａ内に残留する銅ペースト５をチャンバー６側に吸引し、残留ペーストがスクリーン版４の裏側（下面側）に回り込むことを有効に防止することができる。これにより、スクリーン版４を繰り返し使用する場合であっても、スクリーン版４の裏面を汚れの少ない良好な状態に維持することができる。
【００２９】
尚、本発明は上述の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良が可能であり、例えば、上述の形態においてはステージ１を固定したうえ、スクリーン版４を上下に移動させることによりスクリーン版４を被印刷体３に対し接触・分離させるようにしたが、これに代えて、スクリーン版４を固定したうえ、ステージ１を上下に移動させることによりスクリーン版４を被印刷体３に対し接触・分離させるようにしても良い。
【００３０】
また上述の形態においてはスキージ１６を用いてスクリーン版４のパターン孔４ａ内に印刷ペースト５を充填するようにしたが、これに代えて、図３に示す如く、コンプレッサー１７を用いてチャンバー６内の圧力を上昇させることにより、スキージを用いることなく、チャンバー６内の圧力制御だけでスクリーン版４のパターン孔４ａ内に印刷ペースト５を充填するようにしても良い。この場合、前記チャンバー６にはコンプレッサー１７と真空ポンプ１０の両方がダクト１５を介して接続され、これらのうち、どちらか一方が動作するように切り換え可能となしておく。前記コンプレッサー１７はスクリーン版４のパターン孔４ａへの印刷ペースト５の充填が終わった後は一時的に停止し、スクリーン版４を被印刷体３より分離させる際には、上述の形態と同様に、印刷ペースト５の塗布量を制御するために真空ポンプ１０を動作させる。
【００３１】
更に上述の形態において、スクリーン版４のパターン孔４ａ内に印刷ペースト５を充填するのに用いたスキージ１６に代えて、印刷ペースト５への濡れ性が良好な液晶ポリマー等から成るローラーを用いても構わない。
【００３２】
また更に上述の形態においては印刷ペーストとして銅ペーストを用いたが、それ以外の印刷ペースト、例えば金ペーストや銀ペースト等を用いても同様の効果が得られることは勿論である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明のスクリーン印刷装置によれば、スクリーン版上に真空ポンプが接続されたチャンバーを配設してスクリーン版とチャンバーとの間に密閉空間を形成し、スクリーン版を被印刷体より分離する際にチャンバー内の圧力を真空ポンプの吸引動作によって減圧してパターン孔の内部に充填されている印刷ペーストに吸引力を作用させることによって被印刷物への印刷ペーストの塗布量を制御するようになしたことによって、印刷ペーストの塗布ムラが有効に防止されるようになり、短絡や断線のない鮮明で良好な高精細回路パターンを形成することが可能となる。
【００３４】
また本発明のスクリーン印刷装置によれば、スクリーン版を被印刷体から分離した後もチャンバー内の圧力を低く維持し続けることにより、スクリーン版のパターン孔内に残留する印刷ペーストをチャンバー側に吸引し、残留ペーストがスクリーン版の裏側に回り込むのを有効に防止することもできる。これにより、スクリーン版を繰り返し使用する場合であっても、スクリーン版の裏面を汚れの少ない良好な状態に維持することができる。
また、本発明のスクリーン印刷装置によれば、ステージの被印刷体の載置部に被印刷体の外周に沿って電磁石が埋設されているとともに、密閉空間内のスクリーン版の直上で前記電磁石と対応する位置に電磁石が配置されていることによって、ステージに埋設した電磁石とスクリーン版上に配置された電磁石との間で磁気吸引力を発生させてスクリーン版を被印刷体に良好に密着させる作用を為し、これにより印刷ペーストがスクリーン版の裏側（下面側）に回り込むのを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態にかかるスクリーン印刷装置の構成を示す図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は図１のスクリーン印刷装置を用いたスクリーン印刷方法を説明するための要部拡大断面図である。
【図３】本発明の他の形態にかかるスクリーン印刷装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
１・・・・・ステージ
３・・・・・被印刷体
４・・・・・スクリーン版
４ａ・・・・・パターン孔
５・・・・・印刷ペースト
６・・・・・チャンバー
Ａ・・・・・密閉空間
【図１】
0003628167.tif 000002
【図２】
0003628167.tif 000003
【図３】
0003628167.tif 000004