(57)【要約】【課題】    パターン形状のばらつきが少なく、かつ非常に微細かつ高アスペクト比なパターンが形成可能なスクリーン印刷機並びにそれを用いたスクリーン印刷方法及び電磁波シールド板の製造方法を提供すること。【解決手段】  印刷ペーストを強制的な加圧によりスクリーン版を通し基材上に押し出すための加圧印刷口金と、該加圧印刷口金の後ろ位置に一定の距離を置いて配置され、スクリーン版と被印刷物の密着性を制御できる押さえ部材を備えるスクリーン印刷機を用いる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーン印刷機において、印刷ペーストを強制的な加圧によりスクリーン版を通し被印刷物上に押し出すための加圧印刷口金と、該加圧印刷口金の前または後ろの少なくとも一方の位置に一定の距離を置いて配置され、スクリーン版と透明基材の密着性を制御できる押さえ部材を備えることを特徴とするスクリーン印刷機。
【請求項２】
前記口金と押さえ部材の間隔が、３０ｍｍ〜５００ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷機。
【請求項３】
前記加圧印刷口金の、スクリーン版と接触する先端開口部部材が弾性部材で構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のスクリーン印刷機。
【請求項４】
前記加圧印刷口金の前後両側に一定の距離を置いて押さえ部材を配置することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のスクリーン印刷機。
【請求項５】
前記押さえ部材が回転可能なローラーであることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のスクリーン印刷機。
【請求項６】
前記押さえ部材によるスクリーン版密着幅が前記加圧印刷口金幅以上であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のスクリーン印刷機。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のスクリーン印刷機を用いて、前記口金と前記押さえ部材との間でスクリーン版と被印刷物を所定時間密着させて印刷することを特徴とするスクリーン印刷方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のスクリーン印刷機を用い、前記口金と前記押さえ部材との間でスクリーン版と被印刷物を所定時間密着させて印刷を行い、パターン形成を行うことを特徴とする電磁波シールド板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン印刷機並びにそれを利用したスクリーン印刷方法及び電磁波シールド板の製造方法に関する。さらに詳しくは、非常に微細なマスクパターンを正確に再現でき、高アスペクト比（厚み／直径）なパターン形成が可能なスクリーン印刷機並びにそれを用いたスクリーン印刷方法及び電磁波シールド板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のスクリーン印刷方法においては、所望の印刷パターンを形成したスクリーン版上に印刷ペーストをドクターにより均一に塗布した後、ゴム製のスキージを用いスクリーン版を押圧しながらスライドさせ、所定パターン部のみペーストを通過、被印刷物に転写することにより印刷を行う。近年、このスクリーン印刷方法において、微細かつ高アスペクト比なパターンの形成が求められている。例えば、プラズマディスプレイ用前面フィルターに用いられている電磁波シールド板においては、線幅１０〜３０μｍ、厚み５〜１５μｍの高アスペクト比なメッシュ状の微細パターンが形成されているが、このような微細かつ高アスペクト比なパターン形状は従来のスクリーン印刷法では加工が困難であるため、フィルムにラミネートされた金属箔上にレジストを塗布しフォトリソ法によりレジストパターンを形成したのち、エッチングにより金属パターンを形成する方法が主に用いられている。しかしながらこの方法ではラミネート、レジスト塗布、露光、エッチングのように多くの工程が必要となるため低コスト化に限界がある。そこで、高精細なマスクパターンを正確に再現する目的で、印刷用スキージとは別にスクリーン版と被印刷物を密着させるための第２のスキージを用いて両スキージ間でスクリーンマスクと被印刷物を密着させる方法が提案されている（特許文献１参照）。しかしながら、この方法では、ゴム製のスキージを用いるので、高アスペクト比なパターンを形成することが困難であった。また、強制加圧印刷スキージを用いて厚膜印刷を行う方法が提案されている（特許文献２参照）。しかしながら、この方法ではスクリーン版の被印刷物への押し当て面積が小さいため、微細なスクリーンパターンの再現性の面で限界があった。さらに、印刷時に被印刷物からスクリーン版が剥がれる際の版離れが不均一になるため、パターン形状のばらつきの原因となる。
【０００３】
【特許文献１】特開2003-145709号公報
【特許文献２】特開平11-268236号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は上記のような課題を解決し、パターン形状のばらつきが少なく、かつ非常に微細かつ高アスペクト比なパターンが形成可能なスクリーン印刷機並びにそれを用いたスクリーン印刷方法及び電磁波シールド板の製造方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者は、上記課題解決のため鋭意検討した結果、印刷ペーストを強制的な加圧によりスクリーン版を通し基材上に押し出すための加圧印刷口金と、該加圧印刷口金の後ろ位置に一定の距離を置いて配置され、スクリーン版と被印刷物の密着性を制御できる押さえ部材を備えるスクリーン印刷機を用いることにより微細かつ高アスペクト比なパターン形成が可能であることを見いだし本発明に至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、スクリーン印刷機において、印刷ペーストを強制的な加圧によりスクリーン版を通し被印刷物上に押し出すための加圧印刷口金と、該加圧印刷口金の前または後ろの少なくとも一方の位置に一定の距離を置いて配置され、スクリーン版と透明基材の密着性を制御できる押さえ部材を備えることを特徴とするスクリーン印刷機を提供する。また、本発明は、上記本発明のスクリーン印刷機を用いて、前記口金と前記押さえ部材との間でスクリーン版と被印刷物を所定時間密着させて印刷することを特徴とするスクリーン印刷方法を提供する。さらに、本発明は、上記本発明のスクリーン印刷機を用い、前記口金と前記押さえ部材との間でスクリーン版と被印刷物を所定時間密着させて印刷を行い、パターン形成を行うことを特徴とする電磁波シールド板の製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のスクリーン印刷機及びスクリーン印刷方法によって、加圧印刷口金と押さえ部材を用い、スクリーン版と被印刷物が均一に密着された帯域を形成し、スクリーン版と被印刷物を一定時間密着させることによって、全面にわたって微細かつ高アスペクト比のパターン形成が達成できる。また、被印刷物からのスクリーン版離れが均一になるため、パターン形状のばらつきが少なくなる。さらに、高アスペクト比であるためより表面抵抗率の低い導電性パターンが形成できるので電磁波遮断性に優れた電磁波シールド板を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１に本発明の加圧印刷口金および押さえ部材による印刷イメージの模式図を示す。所定間隔をおいて配置された前記口金１と前記押さえ部材２が版枠に張られたスクリーン版３上を矢印方向に移動しつつ、印刷インクをスクリーン版３を通して被印刷物４の表面に押し出し、印刷パターンを転写する。前記口金１は従来のスクリーン印刷におけるゴムスキージと同様に、印刷ペーストを加圧しながら、スクリーン版３を押圧して、印刷ペーストを被印刷物４上に押出す。前記押さえ部材２は、前記口金１の印刷方向の前または後ろ位置に所定間隔を置いて配置されており、前記口金１とともに所定間隔をおいて矢印方向に移動しつつスクリーン版３を押圧する。前記口金１と前記押さえ部材２間において、スクリーン版３と被印刷物４が密着した帯域が中央部から周縁部まで一様に形成され、スクリーン版２と被印刷物４表面が所定時間密着されて印刷パターンが転写される。
【０００９】
本発明の印刷機は、上記のように前記口金１と前記押さえ部材２を備えた以外は通常のスクリーン印刷機と同様である。前記口金１は、昇降自在でかつスクリーン版上を往復移動自在であり図１に示すように印刷ペーストの供給経路と、前供給経路の下部に一体に形成されていて供給経路に連通した先端開口が位置する先端部とからなっている。先端部は本体よりも厚みが小さく、先端部の先端面（下端面）に開口した先端開口部は口金移動方向の間隙が極めて狭いスリット形状である。スリットの好ましい形状としてはスクリーン版のパターン面に均一に印圧をかけることができれば特に限定はないが、スリット幅としては１０〜３０ｍｍの範囲が好ましい。１０ｍｍ以下の場合スリット幅が不足しているために十分な印圧を得ることができない。３０ｍｍを越えると印圧は十分得られるが、スリット幅が大きすぎるために印刷ペーストのはみ出し、たれ落ちなどが起こりやすい。先端開口部はスクリーン版の上面に対向する配置であり、印刷時には先端開口部の周囲の先端部先端面はスクリーン版に密着状態となる。なお、前記口金の先端開口部の材質は、とくに限定されるものではなくスクリーン版と先端開口部が直接接触して摺動し、かつ印刷ペーストが漏れないものであればよいが、スクリーン版と接触する先端開口部部材を構成する材料として、ゴム等の弾性材料を用いることが印刷ペーストのシール性、印刷耐久性の点で好ましい。前記弾性材料から成る弾性部材を前記口金へ取り付ける方法としては、図２および図３のように取り付けることができる。図２及び図３中、弾性部材は、参照番号７で示される。好ましくは図２のように前記口金１の移動方向の先端開口部の両サイドに弾性部材７を取り付け、さらに補強金具８を取り付けることが印刷耐久性および先端部の管理が容易な点で好ましい。なお、図２及び図３中、参照番号９はインク流れ防止金具であり、参照番号６は、インクを加圧するシリンダである。
【００１０】
前記口金１の供給経路の上側開口となるペースト供給口は、図４及び図５に示すように、印刷ペーストを貯蔵した外部のペーストタンク１２からチューブ等の供給配管１１で接続され、タンク１２に圧力空気を送り印刷ペーストを強制的に加圧して前記口金１まで送り出す。このようにペーストタンク１２、供給管路１１及び加圧ポンプは前記口金１内の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を構成している。供給経路の形状は先端開口部のペースト吐出部より広い形状であればよいが、図４のように供給経路内に一度印刷ペーストを充填し、加圧エアーを送り込んでシリンダ６を押し下げて印刷ペーストを吐出できる形状でもよい。また、図５に示すように供給経路内にシリンジポンプ機構を１４設けることもできる。供給管路１１の途中には、ボールバルブ１０が配置され、このバルブ１０の開閉により、インクの供給を停止、再開することができる。
【００１１】
前記シリンジポンプ機構１４を用いた場合、機械的に印刷ペーストを送り出すことができるため使用できる印刷ペ−ストの粘度範囲が広範囲まで使用可能となる。供給経路の形状は、印刷ペースト材料の粘弾性によって、印刷に適した形状を選択することができる。
【００１２】
押さえ部材２はスクリーン版３と被印刷物４の密着性を制御するために用いられる。具体的には、スクリーン版３と被印刷物４との密着性を制御し、全幅においてスクリーンマスクに均一な圧力を負荷し、前記口金１と前記押さえ部材２の間でスクリーン版３と被印刷物４表面が均一に密着する帯域を形成する機能を有する。そのため、前記口金１と前記押さえ部材２の間隔は十分な密着性を得るために２０ｍｍ以上あればよいが、スクリーン版３のサイズと印刷ストロークを考慮して３０〜５００ｍｍの範囲にあることがより好ましい。なお、前記口金１と前記押さえ部材２の間隔は、口金１のスクリーン版３に接する部分と、押さえ部材２のスクリーン版３に接する部分との間の最短距離を意味する。また、前記押さえ部材２によるスクリーン版３の押さえる幅は前記口金幅以上であることが印刷特性が安定しやすい点で好ましいため、押さえ部材２の幅としても前記口金１の幅以上であることがより好ましい。また、前記押さえ部材２の取り付け位置は前記口金１の進行方向に対して後ろ位置にあることがより安定した密着性を得られる点で好ましいが、印刷パターン、ペースト材料の特性などにより前位置にも設置することができる。また、前記口金１の移動方向に対する前後位置に設置することで前記口金１の一回の往復動作で２ショット分の印刷が得られるため、生産性を向上することができる。
【００１３】
押さえ部材の材質としては、例えば金属、樹脂、ガラスなど使用することができるが、この中でも樹脂製とくにゴム状のものが押さえ圧力を均一にできる点で好ましい。また、押さえ部材の形状は押さえるために必要な機能を発揮できれば格別限定されるものではないが、スクリーン版との摩擦を軽減するためには自由回転型のローラー形状のものがより好ましい。ローラー形状としては一般的なフラット形状のものを使うことができる。また図６のように前記口金の移動方向に対し、両端のみを押さえる形状のものを用いることも可能である。この場合、印刷面とローラーが接触しないため、印刷ペーストによるローラー汚れがでない点でより好ましい。
【００１４】
前記口金１および前記押さえ部材２は、両者の下端縁が面一（同じ高さ）に設定されることが好ましい。前記押さえ部材２の下端縁が前記口金１の下端縁より高い（スクリーン版から離れる）と、前記押さえ部材２が通過する前に版離れが生じ、両者間での密着性を均一に保つことが困難となる。また、前記押さえ部材２の下端縁が前記口金の下端縁より低い（スクリーン版に密接する）と前記口金１とスクリーン版３が離れるため、と印刷ペーストを充分被印刷物に転写できなかったり、前記口金１から印刷ペーストが漏れるなどが起こるため好ましくない。そこで前記押さえ部材２も印圧、押込み量など印刷性に影響を与える諸条件を精密に設定できることが好ましい。押し込み量は加圧印刷口金１の先端部を透明基材（図１中、被印刷物４と交換）を設置するステージ部５に近づけて均一に接触したときの状態を０ｍｍとし、ステージの下方へ下げていく量を表す。本発明では、この押し込み量として、０．１〜５ｍｍの範囲であると先端部を均一に透明基材に押し当てることができ、全面ムラのない均一な印刷ができる。
【００１５】
本発明のスクリーン印刷方法としては、あらかじめ印刷ステージとの平行調整および高さ調整を行った加圧印刷口金１および押さえ部材２を取り付けた印刷機に、スクリーン版３および被印刷物４を取り付ける。このとき版離れ性を向上させるために任意のクリアランス量を設定しても良い。クリアランス量とは、被印刷物を取り付けるためのステージ部５からスクリーン版３のメッシュ部までの距離をいう。ここで用いられるスクリーン版３としては従来のゴムスキージによるスクリーン印刷と同様の版を用いることができるが、高精度なパターン形成を行うためには３００〜５００メッシュの高メッシュタイプを用いることが、より高精細なパターンが得られる点で好ましい。
【００１６】
次にスクリーン版３と前記口金１および押さえ部材２を密着させ、前記口金１から加圧により印刷ペーストを押し出しながらスクリーン版３上を移動させることによってパターンが得られる。このとき、押さえ部材２がスクリーン版３と被印刷物４を一定時間密着することができるため、安定したパターン形状を得ることができる。なお、口金１の移動速度は、特に限定されないが、通常、１０mm/秒〜１００mm/秒程度、好ましくは、５０mm/秒程度である。
【００１７】
上記のような印刷機および印刷方法によって得られたパターンは微細かつ高アスペクト比なパターンを得ることができるため、電子回路部品、電磁波シールド板、太陽電池、プラズマディスプレイパネル、液晶パネルなどの用途に用いることができる。特に電磁波シールド板においては、たとえばプラズマディスプレイのような表示機器においては、金属箔がメッシュ状にエッチングされたエッチングシートを透明基板に貼りあわせた電磁波シールド板がおもに用いられているが、金属箔のラミネート工程やエッチング工程などの多くの工程が必要になる問題があったため、上記のような、スクリーン印刷法によるパターン形成技術を用いることで工程の簡略化、材料コストの低減などにより低価格な電磁波シールド板を得ることができる。また、従来のゴムスキージによるスクリーン印刷法では３〜５μｍ程度の厚みしか得られないため十分なシールド性能が得られないが、本発明による印刷方法では１０μｍ以上の厚みが得られるため十分なシールド性能を得ることができる。また、表示機器用途の電磁波シールド板として用いるためには、メッシュパターンの表面での散乱光により映像が白っぽく見えるため、メッキ法によりパターン表面を黒く処理する。なお、本発明の電磁波シールド板の製造方法は、上記した本発明のスクリーン印刷機を用いる本発明のスクリーン印刷方法を用いる点を除けば周知の従来方法と同じである。
【００１８】
以下、本発明を実施例に基づきより具体的に説明する。もっとも、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【実施例】
【００１９】
（１）印刷機  ニューロング精密工業製印刷機  ＬＺ９７６４タイプの印刷ヘッド部を図２に示す加圧印刷口金に変更した。前記口金の先端部材質には耐溶剤性のウレタンゴム板を装着し、さらに補強のため金具でねじ止めした。前記口金の進行方向に対し、後ろの位置に押さえ部材を装着した。前記口金と押さえ部材の間隔は２０〜２００ｍｍ間で自由に設定可能である。前記口金および前記押さえ部材の長さはそれぞれ、１０００ｍｍ、１０５０ｍｍとした。押さえ部材の材質はローラー形状（材質：シリコン系ゴム、硬度：６０°、耐溶剤仕様）のものを用いた。
【００２０】
（２）スクリーン版  スクリーンマスクとしては、ソノコム社製の４００メッシュ、線径２３μｍのステンレス紗のコンビネーションマスクで、乳剤厚２０μｍ、版枠サイズ：1800ｍｍ×1800ｍｍ、コンビサイズ：1200ｍｍ×1200ｍｍを用いた。版のテンションは０．８ｍmであった。パターン構造はライン／ピッチ＝２０／２５０μｍ (バイアス角 =５０°) のメッシュパターンであり、印刷エリアは600×1000ｍｍである。
【００２１】
（３）印刷ペースト  ペースト組成としては以下の成分をプラネタリーミキサーおよび三本ロールミルで混合して作製した。粘度測定の結果３５０Ｐａ・ｓ（ブルックフィールド製ＨＢＴ型ＮＯ．１４ローター、１０回転）であった。
銀粉末（同和鉱業、Ｇ-１７）                 ８０重量部
エチルセルロース（ダウ・ケミカル）            ２重量部
α−テルピネオール（豊玉香料）              １０重量部
ベンジルアルコール（東京応化）                ３重量部
腰切剤（十条ケミカル、Ｎ-２０）               ３重量部
【００２２】
（４）被印刷物
厚さ１８８μｍのＰＥＴフィルム（東レ製、Ｕ４２６）を用いた。フィルム表面には印刷ペーストの接着性を向上させるためアクリル系樹脂を主成分とする易接着層がコーティングしてある。
【００２３】
（５）印刷条件
実施例および比較例の印刷条件を表１に示す。印刷後、クリーンオーブンを用いて１００℃、２０分乾燥した。
【００２４】
（６）印刷パターン評価
実施例および比較例において得られた印刷パターンのライン幅および厚みを面内９箇所測定した。測定はデジタルマイクロスコープ（ＶＨ-８０００  キーエンス製）および電子顕微鏡（S-2400日立計測器サービス製）により観察・測定しパターン評価結果とした。また、全体的な出来映えを評価するため目視による外観検査を行った。外観検査の評価基準としては、◎：良好、○：一部パターンのムラが見えるが、表示には影響のでないレベル、△：全面にムラが見えるが、なんとか使用できるレベル、×：ムラがひどく使用できないレベル、××：非常に悪いレベルとした。
【００２５】
（７）電磁波シールド板特性評価
電磁波シールド板としての評価として以下の測定を行った。
電磁波シールド性：ＫＥＣ法（電界）にて１０MHｚ〜１GHｚ の領域で測定した。
表面抵抗率：ロレスターＥＰ（三菱化学製、プローブ：ＥＳＰ）を用いて四短針法にて測定した。
光線透過率：自記分光光度計（日立製作所製  Ｕ-３４１０）を用いて３８０〜７８０ｎｍの波長領域での透過率を１０ｎｍずつ測定し、その平均値を光線透過率とした。
【００２６】
実施例１〜５、比較例１〜３
下記表１に示す構成のスクリーン印刷機を用い、同表に示す条件下でスクリーン印刷を行い、上記の通り印刷パターン評価及び電磁波シールド板特性評価を行なった。結果も同表に示す。
【００２７】
【表１】
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【００２８】
実施例１では、スクリーン版のメッシュパターン幅２０μｍに対し、パターンの出来上がりは平均線幅２２μｍであり、線幅バラツキが少なく良好なパターンが得らた。また、塗布時の版離れ特性も非常に良好であり、押さえ部材通過時は均一に版離れが行われていることを確認した。電磁波シールド板としての出来映えとしては目視観察の結果、全面に濃淡ムラのない良好な出来映えだった。電磁波シールド特性として、表面抵抗率、光線透過率、電磁波シールド性の測定を行ったところ、電磁波シールド板としての性能を十分満たしていた。    
【００２９】
実施例２は、前記口金と押さえ部材の間隔を変更した以外は実施例１と同様に行った。口金と押さえ部材間隔が不足しているため一部パターン形状のバラツキが発生したが、表示に影響がでないレベルであった。また、電磁波シールド板としての特性としては実施例１と同様に良好な特性を示していた。
【００３０】
実施例３は、前記口金先端部の材質をステンレス製に変更した以外は実施例１と同様に行った。印刷時にスクリーン版と口金の滑りが悪いため、出来上がりのパターン線幅にややムラが生じていた。
【００３１】
実施例４は、押さえ部材の材質を金属ローラーに変更した以外は実施例１と同様に行った。実施例１と同様に良好なパターンが得られていた。
【００３２】
実施例５は、押さえ部材を通常のスクリーン印刷に用いるゴムスキージに変更した以外は実施例１と同様に行った。スキージとの摩擦が原因と思われるパターンのゆがみが若干生じたが、表示には影響のない良好なレベルであった。
【００３３】
比較例１は、通常のスクリーン印刷に用いているゴムスキージのみで実施例１のパターン形成を行った。塗布時におけるペーストの滲みによってスクリーン版のパターン幅よりも太いパターンとなっており、ラインのエッジは波打っていた。また、厚みが薄いことにより電磁波シールド特性としては不十分であり、透過率も低すぎることから電磁波シールド板としては使用できないレベルと思われる。
【００３４】
比較例２は、押さえ部材を用いないこと以外は実施例１と同様に行った。押さえ部材によるスクリーン版の押さえがないため、パターンの太りが生じており透過率が低すぎる結果となった。また、パターンの両端部はスクリーン版のテンションで口金が持ち上がり十分な押し込み圧が得られていないため、パターンの細りや断線が生じていた。全体的なムラが大きく、電磁波シールド板としては使用できないレベルであった。
【００３５】
比較例３は、加圧印刷口金および押さえ部材を通常のスクリーン印刷に用いるゴムスキージに変更した以外は実施例１と同様に行った。パターンの出来映えとしては特に問題はなかったが、膜厚が薄すぎるため電磁波シールド特性が不十分な結果であった。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】押さえ部材と加圧印刷口金によるスクリーン印刷を説明するための模式図である。
【図２】加圧印刷口金における弾性部材の取り付け態様を説明するための模式図である。
【図３】加圧印刷口金における弾性部材の別の取り付け態様を説明するための模式図である。
【図４】加圧印刷口金までのペーストの供給態様を説明するための模式図である。
【図５】加圧印刷口金までのペーストの別の供給態様を説明するための模式図である。
【図６】両端のみを押さえた押さえ部材を示す模式平面図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  加圧印刷口金
２  押さえ部材
３  スクリーン版
４  被印刷物（透明基材）
５  ステージ部
６  シリンダ
７ 弾性材料
８ 補強金具
９ インク流れ防止金具
１０ ボールバルブ
１１ 配管
１２ ペーストタンク
１３ ペースト供給ポート
１４ シリンジポンプ
【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】
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