(57)【要約】【課題】印刷時のペーストの温度及び被印刷対象物の温度を一定に保つことができるスクリーン印刷機を提供すること。【解決手段】被印刷物が載置されるステージと、前記ステージの上方に配置されたスクリーン版と、前記スクリーン版の上方に配置されたスキージと、前記スキージを前記スクリーン版上において上下方向及び水平方向に移動させるスキージ移動装置と、を備え、前記ステージに設けられた温調装置と、を更に備えたことを特徴とするスクリーン印刷機である。【選択図】図２
2014100872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被印刷物が載置されるステージと、
前記ステージの上方に配置されたスクリーン版と、
前記スクリーン版の上方に配置されたスキージと、
前記スキージを前記スクリーン版上において上下方向及び水平方向に移動させるスキージ移動装置と、
を備え、
前記ステージに設けられた温調装置と、
を更に備えたことを特徴とするスクリーン印刷機。
【請求項２】
前記ステージ上に載置された前記被印刷物の温度を検出する温度検出装置と、
前記温度検出装置の検出結果に基づいて、前記温調装置を制御する制御装置と、
を更に備えたことを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷機。
【請求項３】
前記ステージに配管が設けられており、
前記温調装置は、前記配管内に所定の温度に温度制御された流体を供給するようになっており、
前記制御装置は、前記温度検出装置の検出結果に基づいて、前記温調装置から前記配管内へと供給される前記流体の温度を調整するようになっている
ことを特徴とする請求項２に記載のスクリーン印刷機。
【請求項４】
前記配管は、前記ステージの内部を貫いて設けられている
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のスクリーン印刷機。
【請求項５】
前記スクリーン版の上方は、気密カバーで覆われている
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のスクリーン印刷機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン印刷機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スクリーン印刷では、スクリーン版上に供給されたペーストから揮発性の溶剤成分が揮発して、ペーストの粘度が時間の経過とともに変化することがある。また、スクリーン版上に供給されたペーストが雰囲気中の酸素と反応して、ペーストの化学的組成が時間の経過とともに変化することもある。これらの場合、同じ印刷条件で印刷が行われても、印刷状態（印刷品質）が時間の経過とともに変化してしまう。
【０００３】
この問題を解決するために、特許文献１に記載されたスクリーン印刷機では、スクリーン版とスキージとを含む印刷部が、気密カバー等によって覆われて気密にされている。これにより、印刷部の雰囲気と外部雰囲気との間におけるガスの出入りが抑制され、スクリーン版上のペーストにおける溶剤成分の揮発や酸素との反応が低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３８２９６４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本件発明者によれば、ペーストの粘度は温度によって変化するため、印刷状態を安定させるためには、印刷時のペーストの温度及び被印刷物の温度を一定に保つことが有効であることが知見された。
【０００６】
特許文献１に記載されたスクリーン印刷機では、印刷時のペーストの温度及び被印刷物の温度を一定に保つための構成要素は設けられておらず、すなわち、印刷時のペーストの温度及び被印刷物の温度を一定に保つことは考慮されていない。
【０００７】
また、本件発明者は、気密に保たれた印刷部の環境温度を一定に保つために、当該印刷部に温度制御されたエアを送ることも検討した。しかしながら、エアを送る方式では、当該印刷部において気流が発生してしまい、結果的に印刷状態が悪化するおそれがある。
【０００８】
本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、その目的は、印刷時のペーストの温度及び被印刷対象物の温度を一定に保つことができるスクリーン印刷機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、被印刷物が載置されるステージと、前記ステージの上方に配置されたスクリーン版と、前記スクリーン版の上方に配置されたスキージと、前記スキージを前記スクリーン版上において上下方向及び水平方向に移動させるスキージ移動装置と、を備え、前記ステージに設けられた温調装置と、を更に備えたことを特徴とするスクリーン印刷機である。
【００１０】
本発明によれば、ステージに設けられた温調装置により、ステージの温度及び当該ステージ上に載置された被印刷物の温度が効果的に一定に保たれる。また、印刷時、スクリーン版が被印刷物に当接されて熱伝導が生じることにより、スクリーン版の当接位置の温度及び当該当接位置近傍のペーストの温度も一定に保たれる。これにより、印刷時のペーストの温度も一定に保たれることになり、印刷状態が更に安定される。
【００１１】
好ましくは、前記ステージ上に載置された前記被印刷物の温度を検出する温度検出装置と、前記温度検出装置の検出結果に基づいて、前記温調装置を制御する制御装置と、を更に備える。このような態様によれば、印刷時のペーストの温度及び被印刷物の温度を一定に保つことが自動化され得る。
【００１２】
具体的には、例えば、前記ステージに配管が設けられており、前記制御装置は、前記温度検出装置の検出結果に基づいて、前記温調装置から前記配管内へと供給される前記流体の温度を調整するようになっている。
【００１３】
また、好ましくは、前記配管は、前記ステージの内部を貫いて設けられている。このような態様によれば、ステージ及び当該ステージ上に載置された被印刷物と配管との間の距離を短く設計することができるため、当該ステージの温度及び当該被印刷部の温度を効果的に一定に保つことが容易である。
【００１４】
また、好ましくは、前記スクリーン版の上方は、気密カバーで覆われている。このような態様によれば、スクリーン版上に供給されたペーストにおける溶剤成分の揮発や酸素との反応が低減される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ステージに設けられた温調装置により、ステージの温度及び当該ステージ上に載置された被印刷物の温度が効果的に一定に保たれる。また、印刷時、スクリーン版が被印刷物に当接されて熱伝導が生じることにより、スクリーン版の当接位置の温度及び当該当接位置近傍のペーストの温度も一定に保たれる。これにより、印刷時のペーストの温度も一定に保たれることになり、印刷状態が更に安定される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態によるスクリーン印刷機の概略構成図である。
【図２】図１のスクリーン印刷機におけるステージの一例の概略斜視図である。
【図３】図２のステージの縦断面図である。
【図４】被印刷物が印刷室に搬入される工程を説明するための図である。
【図５】スキージによってスクリーン版が下方に押圧される工程を説明するための図である。
【図６】スキージがスクリーン版上を水平移動されていく工程を説明するための図である。
【図７】図６におけるスクリーン版の当接位置の拡大図である。
【図８】被印刷物が印刷室から搬出される工程を説明するための図である。
【図９】図１のスクリーン印刷機におけるステージの別例の概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、添付の図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の一実施の形態によるスクリーン印刷機の概略構成図である。図１に示すように、本実施の形態のスクリーン印刷機３０は、被印刷物１１が載置されるステージ３３と、ステージ３３の上方に配置されたスクリーン版３４と、スクリーン版３４の上方に配置されたスキージ３７と、スキージ３７をスクリーン版３４上において上下方向及び水平方向に移動させるスキージ移動装置３８と、を備えている。被印刷物１１は、例えば銅箔である。
【００１９】
本実施の形態では、ステージ３３の下方には台座３１が配置され、台座３１上には直線状のレール３２が水平に延設されている。また、台座３１上にはレール３２に沿って印刷室３９と搬入出室４９とが配設されている。
【００２０】
そして、ステージ３３は、レール３２上に当該レール３２に対して摺動可能に取り付けられており、不図示の駆動装置によって印刷室３９と搬入出室４９との間を水平移動されるようになっている。
【００２１】
一方、スクリーン版３４とスキージ３７とスキージ移動装置３８とは、いずれも印刷室３９内に配置されている。
【００２２】
本実施の形態のスクリーン版３４は、図７に示すように、メタルスクリーン版３４ａと、メタルスクリーン版３４ａの下面に配設された所定の厚みのスペーサ３４ｂと、を有している。メタルスクリーン版３４ａには、複数個の貫通孔４５が所定のパターンで形成されている。また、メタルスクリーン版３４ａの貫通孔４５に対応するスペーサ３４ｂの領域には、当該貫通孔４５より径の大きい開口部４６が形成されている。
【００２３】
図１に戻って、スクリーン版３４の端部にはスクリーン版保持部材３５、３６が固定されており、スクリーン版３４はスクリーン版保持部材３５、３６によって平面状に張られて保持されている。
【００２４】
本実施の形態では、スクリーン版３４の上方は、気密カバー４８で覆われており、スキージ３７とスキージ移動装置３８とは、気密カバー４８の内側に配置されている。気密カバー４８は、ドーム状を有しており、気密カバー４８の下端部はスクリーン保持部材３５、３６に気密に固定されている。これにより、気密カバー４８の内側が気密に保たれるようになっている。
【００２５】
また、本実施の形態では、印刷室３９に温度湿度調整器４３が接続されており、当該温度湿度調整器４３によって、印刷室３９内の雰囲気の温度及び湿度が所定の値になるように調整されている。
【００２６】
次に、本実施の形態のスクリーン印刷機３０におけるステージ３３に関して詳細に説明する。図２は、本実施の形態によるステージ３３の一例の概略斜視図、図３は、当該ステージ３３の縦断面図である。
【００２７】
図２及び図３に示すように、ステージ３３には温調装置２２が設けられている。
【００２８】
本実施の形態では、ステージ３３に配管２１が設けられており、温調装置２２は、配管２１内に所定の温度に温度制御された流体を供給するようになっている。ステージ３３の材質は、例えばＳＵＳである。
【００２９】
図３に示すように、本実施の形態のステージ３３は、ステージ本体３３ａと、ステージ本体３３ａの下面に配設されたチャック３３ｂと、を有している。そして、配管２１は、ステージ本体３３ａの内部を貫いて設けられている。
【００３０】
また、図２に示すように、本実施の形態の配管２１は、具体的には、一対の縦配管と、当該一対の縦配管を連結する複数の横配管と、を含む梯子形状を有している。一対の縦配管と複数の横配管とは、それぞれステージ本体３３ａの上面と平行に延ばされている。
【００３１】
そして、配管２１の一方の縦配管には温調装置２２の供給口が接続され、他方の縦配管には温調装置２２の排出口が接続されている。これにより、温調装置２２の供給口から一方の縦配管内に供給される流体は、当該一方の縦配管内から複数の横配管内の各々に分流され、次に複数の横配管内から他方の縦配管内へと合流され、当該他方の縦配管内から温調装置２２の排出口へと排出されるようになっている。
【００３２】
また、図２に示すように、本実施の形態のスクリーン印刷機３０は、ステージ３３上に載置された被印刷物１１の温度を検出する温度検出装置２７と、温度検出装置２７の検出結果に基づいて、温調装置２２を制御する制御装置２８と、を更に備えている。
【００３３】
本実施の形態の温度検出装置２７は、具体的には熱電対を有しており、ステージ３３の上面の中央部分に埋設されている。そして、温度検出装置２７の測温部分がステージ３３上に載置された被印刷物１１の下面と対向されることにより、当該被印刷物１１の温度が温度検出装置２７によって検出されるようになっている。
【００３４】
制御装置２８は、温度検出装置２７と温調装置２２とにそれぞれ接続されている。制御装置２８は、具体的にはコンピュータシステムによって構成されている。
【００３５】
本実施の形態では、制御装置２８は、温度検出装置２７の検出結果に基づいて、温調装置２２から配管２１内へと供給される流体の温度を調整するようになっている。具体的には、制御装置２８には所定の目標温度（例えば２０℃〜３０℃の間の値）が記憶されるようになっており、温度検出装置２７の検出結果が目標温度より大の場合には、温調装置２２から配管２１内へと供給される流体の温度が目標温度よりも低い温度に調整され、温度検出装置２７の検出結果が目標温度になった瞬間に当該流体の温度も目標温度に戻される。また、温度検出装置２７の検出結果が目標温度より小の場合には、温調装置２２から配管２１内へと供給される流体の温度が目標温度よりも高い温度に調整され、温度検出装置２７の検出結果が目標温度になった瞬間に当該流体の温度も目標温度に戻される。これにより、ステージ３３の温度及び被印刷物１１の温度が目標温度に保たれる。
【００３６】
図３に示すように、チャック３３ｂの内部には吸気空間２５が設けられており、当該吸気空間２５には真空ポンプ２６が接続されている。一方、ステージ本体３３ａには、複数の吸気孔２４がそれぞれ配管２１を避けるよう配設されており、各吸気孔２４はチャック３３ｂの吸気空間２５に連通されている。そして、真空ポンプ２６によって吸気空間２５が減圧されることにより、各吸気孔２４内も減圧され、ステージ３３上に載置された被印刷物１１は当該ステージ３３に吸着されるようになっている。
【００３７】
次に、以上のような本実施の形態の作用について説明する。
【００３８】
まず、図１に示すように、被印刷物１１が搬入出室４９内に搬入され、ステージ３３上に載置される。そして、図３に示すように、真空ポンプ２６の動作が開始されて、チャック３３ｂの吸気空間２５が減圧され、各吸気孔２４内も減圧されて、ステージ３３上に載置された被印刷物１１は当該ステージ３３に吸着される。
【００３９】
また、温調装置２２から配管２１内へ所定の目標温度に温度制御された流体が供給され始める。配管２１内を流れる流体とステージ３３との間の熱伝導により、ステージ３３の温度は所定の目標温度に保たれる。そして、当該ステージ３３と当該ステージ３３上の被印刷物１１との間の熱伝導により、当該被印刷物１１の温度も所定の目標温度に保たれる。
【００４０】
以後、制御装置２８によって温度検出装置２７の検出結果が周期的に読み出され、温度検出装置２７の検出結果が目標温度より大の場合には、温調装置２２から配管２１内へと供給される流体の温度が目標温度よりも低い温度に調整され、温度検出装置２７の検出結果が目標温度になった瞬間に当該流体の温度が目標温度に戻される。また、温度検出装置２７の検出結果が目標温度より小の場合には、温調装置２２から配管２１内へと供給される流体の温度が目標温度よりも高い温度に調整され、温度検出装置２７の検出結果が目標温度になった瞬間に当該流体の温度が目標温度に戻される。これにより、ステージ３３の温度及び被印刷物１１の温度が目標温度に自動的に保たれる。
【００４１】
次に、図４に示すように、ステージ３３が被印刷物１１と一緒にレール３２に沿って移動され、印刷室３９内へ搬入される。そして、スクリーン版３４と被印刷物１１とが相対的に位置合わせされる。具体的には、被印刷物１１に設けられた不図示のアライメントマークが、印刷室３９内に設けられた不図示のＣＣＤカメラによって撮像され、当該ＣＣＤカメラの撮像結果に基づいて、被印刷物１１の位置が調整される。そして、スクリーン版３４の上面に、不図示のペースト供給装置からペースト（インク）４１が供給される。本実施の形態では、ペースト４１として、銀、金、はんだ、銅等の合金からなる一般的な導電性ペーストが用いられる。
【００４２】
次に、図５に示すように、スキージ移動装置３８によってスキージ３７が下方に移動され、スクリーン版３４の上面に当接される。そして、スキージ３７によってスクリーン版３４が下方に押圧され、スクリーン版３４が被印刷物１１に当接される。スクリーン版３４が被印刷物１１に当接されて熱伝導が生じることにより、スクリーン版３４の当接位置の温度及び当該当接位置近傍のペースト４１の温度も被印刷物１１の温度と同じ所定の目標値に保たれる。
【００４３】
次に、図６に示すように、スクリーン版３４の当接状態を維持しながら、スキージ移動装置３８によって、スキージ３７がスクリーン版３４上を水平移動されていく（スクリーン版３４の当接位置が移動していく）。本実施の形態では、スキージ３７の水平移動に対応して、スキージ３７の移動方向後方側に位置するスクリーン版保持部材３５が上方に移動されていく。
【００４４】
図７は、スクリーン版３４の当接位置の拡大図である。図７に示すように、スキージ３７の移動方向前方にペースト４１が提供されており、スキージ３７が当該ペースト４１をメタルスクリーン版３４ａに対して擦り込むように充填する。この時、メタルスクリーン版３４ａはスペーサ３４ｂを介して被印刷物１１に当接されるため、メタルスクリーン版３４ａの貫通孔４５に擦り込み充填されるペースト４１の下端は、スペーサ３４ｂの開口部４６を通過した後で、被印刷物１１の上面に付着する。
【００４５】
そして、スキージ３７が移動してしまってスクリーン版３４が被印刷物１１から離版されると、スクリーン版３４と被印刷物１１との間でペースト４１が引き伸ばされる。そして、引き伸ばされたペースト４１は、スクリーン版３４側と被印刷物１１側とに分裂され、被印刷物１１上に略円錐状の導電性バンプ１３が形成される。
【００４６】
スキージ３７の水平移動が終了した後、図８に示すように、スキージ移動装置３８によってスキージ３７が上方に移動され、スクリーン版３４の当接状態が解消される。そして、ステージ３３が被印刷物１１と一緒にレール３２に沿って移動され、印刷室３９から搬出される。
【００４７】
その後、被印刷物１１及び導電性バンプ１３の乾燥が行われて、導電性バンプ１３が硬化される。
【００４８】
本件発明者によって、硬化された導電性バンプ１３の形状（高さ及び画像）が、顕微鏡等を用いて実際に検証された。その結果、本実施の形態によれば、印刷状態（印刷品質）が十分に安定されることが確認された。
【００４９】
すなわち、以上のような本実施の形態によれば、ステージ３３に設けられた温調装置２２により、ステージ３３の温度及び当該ステージ３３上に載置された被印刷物１１の温度が効果的に一定に保たれる。また、印刷時、スクリーン版３４が被印刷物１１に当接されて熱伝導が生じることにより、スクリーン版３４の当接位置の温度及び当該当接位置近傍のペースト４１の温度も一定に保たれる。これにより、印刷時のペースト４１の温度も一定に保たれることになり、印刷状態が更に安定される。
【００５０】
また、本実施の形態によれば、温度検出装置２７の検出結果に基づいて温調装置２２が制御されることにより、印刷時のペースト４１の温度及び被印刷物１１の温度を一定に保つことが自動化され得る。
【００５１】
また、本実施の形態によれば、配管２１がステージ３３の内部を貫いて設けられていることにより、ステージ３３及び当該ステージ３３上に載置された被印刷物１１と配管２１との間の距離を短く設計することができる。そのため、当該ステージ３３の温度及び当該被印刷部１１の温度を効果的に一定に保つことが容易である。
【００５２】
また、本実施の形態によれば、スクリーン版３４の上方が気密カバー４８で覆われていることにより、スクリーン版３４上に供給されたペースト４１における溶剤成分の揮発や酸素との反応が低減される。
【００５３】
なお、本実施の形態の配管２１は、図２に示すように梯子形状を有していたが、これに限定されない。
【００５４】
また、本実施の形態の配管２１は、図３に示すようにステージ３３の内部を貫いて設けられていたが、これに限定されず、ステージ３３の下面または側面に接触して設けられていてもよい。但し、ステージ３３の内部を貫いて設けられている方が、ステージ３３及び当該ステージ３３上に載置された被印刷物１１と配管２１との間の距離を短く設計することができるため、好ましい。
【００５５】
また、本実施の形態の制御装置２８は、温度検出装置２７の検出結果に基づいて、温調装置２２から配管２１内へと供給される流体の温度を調整するように構成されていたが、これに限定されず、例えば温調装置２２から配管２１内へと供給される流体の流速を調整するように構成されていてもよい。
【００５６】
また、本実施の形態ではステージ３３に配管２１が設けられ、温調装置２２は当該配管２１内に所定の温度に温度制御された流体を供給するようになっていたが、これに限定されない。図９は、ステージ３３の別例の概略平面図である。
【００５７】
図９において、温調装置２２’は、具体的には直流電源である。ステージ３３には複数のペルチェ素子２９とヒーター２３（例えばニクロム線）とが設けられており、各ペルチェ素子２９とヒーター２３とはそれぞれ温調装置２２’に電気的に接続されている。
【００５８】
温調装置２２’から各ペルチェ素子２９に直流電圧が供給されることにより、各ペルチェ素子２９の吸熱面が冷却され、各ペルチェ素子２９の吸熱面とステージ３３との間の熱伝導により、ステージ３３が冷却されるようになっている。また、温調装置２２’からヒーター２３に直流電流が供給されることにより、ヒーター２３が発熱され、ヒーター２３とステージ３３との間の熱伝導により、ステージ３３が加熱されるようになっている。
【００５９】
そして、制御装置２８は、温度検出装置２７の検出結果に基づいて、温調装置２２から各ペルチェ素子２９に供給される直流電圧と、ヒーター２３に供給される直流電流と、を調整するようになっている。具体的には、制御装置２８には所定の目標温度（例えば２０℃〜３０℃の間の値）が記憶されるようになっており、温度検出装置２７の検出結果が目標温度より大の場合には、温調装置２２から各ペルチェ素子２９に直流電圧が供給され、温度検出装置２７の検出結果が目標温度になった瞬間に当該直流電圧の供給が停止される。また、温度検出装置２７の検出結果が目標温度より小の場合には、温調装置２２からヒーター２３に直流電流が供給され、温度検出装置２７の検出結果が目標温度になった瞬間に当該直流電流の供給が停止される。これにより、ステージ３３の温度及び被印刷物１１の温度が目標温度に保たれる。
【符号の説明】
【００６０】
１１  被印刷物
１３  導電性バンプ
２１  配管
２２、２２’  温調装置
２３  ヒーター
２４  吸気孔
２５  吸気空間
２６  真空ポンプ
２７  温度検出装置
２８  制御装置
２９  ペルチェ素子
３０  スクリーン印刷機
３１  台座
３２  レール
３３  ステージ
３３ａ  ステージ本体
３３ｂ  チャック
３４  スクリーン版
３４ａ  メタルスクリーン版
３４ｂ  スペーサ
３５、３６  スクリーン版保持部材
３７  スキージ
３８  スキージ移動装置
３９  印刷室
４１  導電性ペースト
４３  温度湿度調整器
４５  スクリーン版貫通孔
４６  開口部
４８  気密カバー
４９  搬入出室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2014100872.tif 000008
【図７】
2014100872.tif 000009
【図８】
2014100872.tif 000010
【図９】
2014100872.tif 000011