(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷媒体の堆積物をワークピース上に印刷するための印刷スクリーンであって、前記印刷スクリーンが、
ワークピース上への堆積物のパターンの印刷を可能にするように印刷アパーチャのパターンが形成されたシートであって、前記シートが使用時に支持枠部内に取り付けることが可能であり、前記枠部が前記シートの周辺部の周りに延在する、シートと、
前記シート内に超音波振動を導入するように駆動可能な導波路と、を含み、
前記導波路が前記印刷アパーチャのパターンを取り囲む細長い部分を、前記シートの表面に含み、使用時に前記支持枠部の内側に配置される、印刷スクリーンであって、
超音波アクチュエータが接続可能なアクチュエータノードを含む、印刷スクリーン。
【請求項２】
前記シートが固体の連続的なシート、任意選択的に金属シートを含む、請求項１に記載の印刷スクリーン。
【請求項３】
前記導波路の前記細長い部分が、前記印刷アパーチャのパターンの隣接する側部に配置され、角部、任意選択的にＲ処理された角部において結合される複数の要素を含む、請求項１または２に記載の印刷スクリーン。
【請求項４】
前記導波路の前記細長い部分が、ガイドされた超音波の１／４波長の倍数に対応する長さを有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の印刷スクリーン。
【請求項５】
前記導波路が前記シートから分離されて形成された、請求項１から４のいずれか一項に記載の印刷スクリーン。
【請求項６】
前記導波路が前記シートに取り付けられた、請求項５に記載の印刷スクリーン。
【請求項７】
前記導波路が前記シートに接合された、請求項６に記載の印刷スクリーン。
【請求項８】
前記導波路が接合材を用いて前記シートに接合された、請求項７に記載の印刷スクリーン。
【請求項９】
前記接合材が、接着剤、任意選択的にアクリル接着剤、さらに任意選択的にメタクリレート構造接着剤を含む、請求項８に記載の印刷スクリーン。
【請求項１０】
前記導波路が前記シートに溶接された、請求項６に記載の印刷スクリーン。
【請求項１１】
前記導波路が前記シート上に、直接取り付けられずに載せられた、請求項５に記載の印刷スクリーン。
【請求項１２】
前記導波路が、前記シートと一体に形成され、任意選択的に前記シートの１つの表面から、または前記シートの両側の対向する表面から突出した、請求項１から４のいずれか一項に記載の印刷スクリーン。
【請求項１３】
前記印刷スクリーンが機械加工、切断及びまたはエッチング操作によって形成された、請求項１２に記載の印刷スクリーン。
【請求項１４】
前記印刷スクリーンが電鋳され、それによって前記導波路が前記シートの一方または両方の表面から成長された、請求項１２に記載の印刷スクリーン。
【請求項１５】
周辺部を有し、前記印刷スクリーンがさらに、前記周辺部に延設し、前記導波路よりも大きく突出した直立部をさらに含む、請求項１から１４のいずれか一項に記載の印刷スクリーン。
【請求項１６】
前記アクチュエータノードに結合されたアクチュエータを含む、請求項１から１５のいずれか一項に記載の印刷スクリーン。
【請求項１７】
前記導波路が、前記細長い部分の経路に前記アクチュエータノードを含む単一の連続的な要素である、請求項１から１５のいずれか一項に記載の印刷スクリーン。
【請求項１８】
前記アクチュエータノードが貫通アパーチャを含み、超音波アクチュエータが、前記アパーチャを貫通する固定部によって前記アクチュエータノードに固定された、請求項１６または１７に記載の印刷スクリーン。
【請求項１９】
前記超音波アクチュエータが、任意選択的に環状の円盤である、反対の関係にある第１及び第２の圧電素子を含む、請求項１８に記載の印刷スクリーン。
【請求項２０】
前記超音波アクチュエータがさらに、前記圧電素子の両側に配置された第１及び第２の質量要素と、前記質量要素を相互接続し、前記圧電素子に圧力を加える固定部９７と、を含む、請求項１９に記載の印刷スクリーン。
【請求項２１】
請求項１から２０のいずれか一項に記載の印刷スクリーンと、
前記印刷スクリーンを支持する枠部と、
超音波を前記印刷スクリーンの前記導波路に伝達するように動作可能である超音波発生器と、を含む、印刷スクリーンユニット。
【請求項２２】
前記印刷スクリーンが前記枠部内に張力を加えられて維持された、請求項２１に記載の印刷スクリーンユニット。
【請求項２３】
前記超音波発生器が、前記導波路に結合された超音波アクチュエータ、任意選択的に圧電素子を含む、請求項２１または２２に記載の印刷スクリーンユニット。
【請求項２４】
前記超音波アクチュエータが、前記導波路の長さ方向に沿った腹の点に、任意選択的に前記導波路の１つの遠位端に結合された、請求項２３に記載の印刷スクリーンユニット。
【請求項２５】
前記超音波アクチュエータが約２０ｋＨｚから約８０ｋＨｚ、任意選択的に約３０ｋＨｚから約６０ｋＨｚ、さらに任意選択的に約３５ｋＨｚから約５５ｋＨｚの範囲内で前記導波路に振動を導入するように駆動される、請求項２３または２４に記載の印刷スクリーンユニット。
【請求項２６】
前記超音波アクチュエータが、１０Ｗ未満の出力、任意選択的に約２．５Ｗから７．５Ｗの間の出力で駆動される、請求項２３から２５のいずれか一項に記載の印刷スクリーンユニット。
【請求項２７】
ワークピース上に印刷媒体の堆積物を印刷する方法であって、
請求項２１から２６のいずれか一項に記載の印刷スクリーンユニットを提供する段階と、
前記印刷スクリーンユニットに対してワークピースを支持するワークピース支持部を提供する段階と、
前記印刷スクリーンユニットの前記印刷スクリーンの前記印刷アパーチャのパターンを通して印刷媒体を移動させるように印刷動作において動作可能である印刷ヘッドを含む印刷ヘッドユニットを提供する段階と、
ワークピースが前記印刷スクリーンユニットの前記印刷スクリーンの前記アパーチャのパターンに隣接して配置されるように、前記印刷スクリーンユニット及び前記ワークピース支持部を互いに対して移動させる段階と、
前記印刷ヘッドユニットを動作させて、印刷媒体が前記印刷スクリーンユニットの前記印刷スクリーンの前記印刷アパーチャのパターンを通して前記ワークピース上に移動されるように印刷動作を行う段階と、
前記印刷動作後に前記印刷スクリーンユニットの前記印刷スクリーンと、前記ワークピース支持部とを分離する段階と、
少なくとも前記分離する段階の一部の間に、超音波を前記印刷スクリーンユニットの前記印刷スクリーンの前記導波路に伝達するように前記超音波発生器を動作させる段階と、を含む、方法。
【請求項２８】
前記超音波発生器が前記分離する段階の間に動作される、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記超音波発生器の作動が、前記分離する段階を実行する前に、または前記分離する段階の開始と同時に開始される、請求項２７または２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記超音波発生器が、前記印刷動作の少なくとも一部の間に動作される、請求項２７から２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記超音波発生器が、前記印刷動作の間に動作される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記超音波発生器の作動が、前記印刷動作の前または前記印刷動作の開始と同時に開始される、請求項３０または３１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記印刷ヘッドユニットがさらに、前記印刷ヘッド内に超音波振動を導入するように動作可能である導波路と、前記印刷ヘッドユニットの前記導波路に超音波を伝達するように動作可能なさらなる超音波発生器と、をさらに含み、前記さらなる超音波発生器を、少なくとも前記印刷動作の一部の間に前記印刷ヘッドユニットの前記導波路に超音波を伝達するように動作する段階をさらに含む、請求項２７から３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
前記さらなる超音波発生器が、前記印刷動作の間に作動される、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記さらなる超音波発生器の作動が、前記印刷動作前に、または前記印刷動作の開始と同時に開始される、請求項３３または３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記さらなる超音波発生器が、少なくとも前記分離する段階の一部の間に動作される、請求項３３から３５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】
前記さらなる超音波発生器が前記分離する段階の間に動作される、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
任意選択的にスキージを含む前記印刷ヘッドが、前記印刷動作において前記印刷スクリーンの表面に渡って平行移動される、請求項２７から３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
前記印刷媒体がはんだペースト、銀ペーストまたは接着材である、請求項２７から３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
請求項１から２０のいずれか一項に記載の印刷スクリーンを受容し、洗浄液体を含む洗浄槽と、
前記印刷スクリーンの前記導波路に超音波を伝達し、前記印刷スクリーンの洗浄を行うように動作可能である超音波発生器と、を含む、スクリーン洗浄装置。
【請求項４１】
前記超音波発生器が、前記導波路に結合された、任意選択的に圧電素子である超音波アクチュエータを含む、請求項４０に記載の装置。
【請求項４２】
前記超音波アクチュエータが前記導波路の長さ方向に沿った腹の点に、任意選択的に前記導波路の１つの遠位端に結合された、請求項４１に記載の装置。
【請求項４３】
前記超音波アクチュエータが、約２０ｋＨｚから約８０ｋＨｚ、任意選択的に約３０ｋＨｚから約６０ｋＨｚ、さらに任意選択的に約３５ｋＨｚから約５５ｋＨｚの範囲で前記導波路内に振動を導入するように駆動される、請求項４１または４２に記載の装置。
【請求項４４】
前記超音波アクチュエータが１０Ｗ未満の出力、任意選択的に約２．５Ｗから７．５Ｗの間の出力で駆動される、請求項４１から４３のいずれか一項に記載の装置。
【請求項４５】
印刷スクリーンを洗浄する方法であって、
洗浄液体を含む洗浄槽を提供する段階と、
前記洗浄槽内に請求項１から２０のいずれか一項に記載の印刷スクリーンを配置する段階と、
超音波を伝達するように動作可能な超音波発生器を前記印刷スクリーンの前記導波路に結合する段階と、
前記超音波発生器を作動させて前記印刷スクリーンの洗浄を行う段階と、を含む、方法。
【請求項４６】
前記超音波発生器が前記導波路と結合された、任意選択的に圧電素子である超音波アクチュエータを含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記超音波アクチュエータが前記導波路の長さ方向に沿った腹の点に、任意選択的に前記導波路の１つの遠位端に結合された、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記超音波アクチュエータが約２０ｋＨｚから約８０ｋＨｚ、任意選択的に約３０ｋＨｚから約６０ｋＨｚ、さらに任意選択的に約３５ｋＨｚから約５５ｋＨｚの範囲で前記導波路に振動を導入するように駆動される、請求項４６または４７に記載の方法。
【請求項４９】
前記超音波アクチュエータが１０Ｗ未満の出力、任意選択的に約２．５Ｗから７．５Ｗの間の出力で駆動される、請求項４６から４８のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークピース、具体的には、例えば太陽電池または燃料電池用途のための回路基板などの電子基板またはパッケージ及びウェハなどの上への印刷のためのスクリーン印刷装置及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
本願出願人のＰｒｏＡｃｔｉｖ（登録商標）印刷ヘッドを含む、スクリーン印刷ヘッドの振動を利用する様々なスクリーン印刷装置が存在し、システムは、印刷スクリーンの振動について着想されてきた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本願発明の目的は、特に印刷面積比を小さくしたアパーチャで印刷することを可能とする、改善されたスクリーン印刷装置及び方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
１つの態様において、本発明は、印刷媒体の堆積物をワークピース上に印刷するための印刷スクリーンであって、印刷スクリーンが、ワークピース上への堆積物のパターンの印刷を可能にするように印刷アパーチャのパターンが形成されたシートと、シート内に超音波振動を導入するように駆動可能な導波路と、を含み、導波路が印刷アパーチャのパターンを少なくとも部分的に取り囲む細長い部分を、シートの表面に含む、印刷スクリーンを提供する。
【０００５】
１つの実施形態において、導波路の細長い部分が、印刷アパーチャのパターンの少なくとも２つの側部に延設する。
【０００６】
１つの実施形態において、導波路の細長い部分が、印刷アパーチャのパターンの少なくとも２つの対向する側部に延設する。
【０００７】
１つの実施形態において、導波路の細長い部分が印刷アパーチャのパターンを、任意選択的にシートの周辺部において、実質的に取り囲む。
【０００８】
１つの実施形態において、シートが固体の連続的なシート、任意選択的に金属シートを含む。
【０００９】
１つの実施形態において、導波路の細長い部分が、印刷アパーチャのパターンの隣接する側部に配置され、角部、任意選択的にＲ処理された角部において結合される複数の要素を含む。
【００１０】
１つの実施形態において、導波路の細長い部分が、ガイドされた超音波の１／４波長の倍数に対応する長さを有する。
【００１１】
１つの実施形態において、導波路がシートから分離されて形成される。
【００１２】
１つの実施形態において、導波路がシートに取り付けられる。
【００１３】
１つの実施形態において、導波路がシートに接合される。
【００１４】
１つの実施形態において、導波路が接合材を用いてシートに接合される。
【００１５】
１つの実施形態において、接合材が、接着剤、任意選択的にアクリル接着剤、さらに任意選択的にメタクリレート構造接着剤を含む。
【００１６】
他の実施形態において、導波路が、シートに溶接される。
【００１７】
他の実施形態において、導波路がシート上に、直接取り付けられずに載せられる。
【００１８】
他の実施形態において、導波路が、シートと一体に形成され、任意選択的にシートの１つの表面から、またはシートの両側の対向する表面から突出する。
【００１９】
１つの実施形態において、印刷スクリーンが機械加工、切断及びまたはエッチング操作によって形成される。
【００２０】
他の実施形態において、印刷スクリーンが電鋳され、それによって導波路がシートの一方または両方の表面から成長される。
【００２１】
他の態様において、本発明は、前述の印刷スクリーンと、印刷スクリーンを支持する枠部と、超音波を印刷スクリーンの導波路に伝達するように動作可能である超音波発生器と、を含む、印刷スクリーンユニットを提供する。
【００２２】
１つの実施形態において、印刷スクリーンが枠部内に張力を加えられて維持される。
【００２３】
１つの実施形態において、超音波発生器が、導波路に結合された超音波アクチュエータ、任意選択的に圧電素子を含む。
【００２４】
１つの実施形態において、超音波アクチュエータが、導波路の長さ方向に沿った腹の点に、任意選択的に導波路の１つの遠位端に結合される。
【００２５】
１つの実施形態において、超音波アクチュエータが約２０ｋＨｚから約８０ｋＨｚ、任意選択的に約３０ｋＨｚから約６０ｋＨｚ、さらに任意選択的に約３５ｋＨｚから約５５ｋＨｚの範囲内で導波路に振動を導入するように駆動される。
【００２６】
１つの実施形態において、超音波アクチュエータが、１０Ｗ未満の出力、任意選択的に約２．５Ｗから７．５Ｗの間の出力で駆動される。
【００２７】
さらなる態様において、本発明は、ワークピース上に印刷媒体の堆積物を印刷する方法であって、前述の印刷スクリーンユニットを提供する段階と、印刷スクリーンユニットに対してワークピースを支持するワークピース支持部を提供する段階と、印刷スクリーンユニットの印刷スクリーンの印刷アパーチャのパターンを通して印刷媒体を移動させるように印刷動作において動作可能である印刷ヘッドを含む印刷ヘッドユニットを提供する段階と、ワークピースが印刷スクリーンユニットの印刷スクリーンのアパーチャのパターンに隣接して配置されるように、印刷スクリーンユニット及びワークピース支持部を互いに対して移動させる段階と、印刷ヘッドユニットを動作させて、印刷媒体が印刷スクリーンユニットの印刷スクリーンの印刷アパーチャのパターンを通してワークピース上に移動されるように印刷動作を行う段階と、印刷動作後に印刷スクリーンユニットの印刷スクリーンと、ワークピース支持部とを分離する段階と、少なくとも分離ステップの一部の間に、超音波を印刷スクリーンユニットの印刷スクリーンの導波路に伝達するように超音波発生器を動作させる段階と、を含む、方法を提供する。
【００２８】
１つの実施形態において、超音波発生器が分離段階の間に動作される。
【００２９】
１つの実施形態において、超音波発生器の作動が、分離段階を実行する前に、または分離段階の開始と同時に開始される。
【００３０】
１つの実施形態において、超音波発生器が、印刷動作の少なくとも一部の間に動作される。
【００３１】
１つの実施形態において、超音波発生器が、印刷動作の間に動作される。
【００３２】
１つの実施形態において、超音波発生器の作動が、印刷動作の前または印刷動作の開始と同時に開始される。１つの実施形態において、印刷ヘッドユニットがさらに、印刷ヘッド内に超音波振動を導入するように動作可能である導波路と、印刷ヘッドユニットの導波路に超音波を伝達するように動作可能なさらなる超音波発生器と、をさらに含み、さらなる超音波発生器を、少なくとも印刷動作の一部の間に印刷ヘッドユニットの導波路に超音波を伝達するように動作する段階をさらに含む。
【００３３】
１つの実施形態において、さらなる超音波発生器が、印刷動作の間に作動される。
【００３４】
１つの実施形態において、さらなる超音波発生器の作動が、印刷動作前に、または印刷動作の開始と同時に開始される。
【００３５】
１つの実施形態において、さらなる超音波発生器が、少なくとも分離段階の一部の間に動作される。
【００３６】
１つの実施形態において、さらなる超音波発生器が分離段階の間に動作される。
【００３７】
１つの実施形態において、任意選択的にスキージを含む印刷ヘッドが、印刷動作において印刷スクリーンの表面に渡って平行移動される。
【００３８】
１つの実施形態において、印刷媒体がはんだペースト、銀ペーストまたは接着材である。
【００３９】
本発明の好適な実施形態をこれから添付した図面を参照して単に例示として以下に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の第１の実施形態に従うスクリーン印刷装置を示す。
【図２】図１のスクリーン印刷装置の（図１の断面Ｉ−Ｉに沿った）垂直断面図を示す。
【図３】説明される例に従う周波数及び出力の関数としての印刷された堆積物の体積に関するサンプル平均（Ｘバー）のプロットを示す。
【図４】説明される例に従う周波数及び出力の関数としての印刷堆積物の体積に関する標準偏差のプロットを示す。
【図５】説明される例に従う印刷スクリーン（Ｂ）と比較した印刷ヘッド（Ａ）の超音波作動から引き起こされる転写効率の相対的な増加に関する寄与を、工程能力指数（Ｃｐｋ）で示す。
【図６（ａ）】説明される例に従う、印刷スクリーンも印刷ヘッドも作動されない場合の印刷結果を示す。
【図６（ｂ）】説明される例に従う、印刷ヘッドは作動されるが印刷スクリーンは作動されない場合の印刷結果を示す。
【図６（ｃ）】説明される例に従う、印刷スクリーンは作動されるが印刷ヘッドは作動されない場合の印刷結果を示す。
【図６（ｄ）】説明される例に従う、印刷スクリーン及び印刷ヘッドが作動される場合の印刷結果を示す。
【図７（ａ）】本発明の第２の実施形態に従う印刷スクリーンユニットの斜視図を示す。
【図７（ｂ）】図７（ａ）の印刷スクリーンユニットの側面図を示す。
【図７（ｃ）】図７（ａ）の印刷スクリーンユニットの平面図を示す。
【図７（ｄ）】図７（ｃ）の詳細部Ａの拡大平面図を示す。
【図８（ａ）】図７（ａ）の印刷スクリーンユニットの導波路の斜視図を示す。
【図８（ｂ）】図８（ａ）の導波路の平面図を示す。
【図８（ｃ）】図８（ａ）の導波路の側面図を示す。
【図９】図７（ａ）の印刷スクリーンユニットのアクチュエータの垂直断面図を示す。
【図１０】本発明の１つの実施形態に従うスクリーン洗浄装置を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
図１及び２は、本発明の１つの実施形態に従うスクリーン印刷装置を示す。
【００４２】
スクリーン印刷装置は印刷スクリーンユニット３を含み、印刷スクリーンユニット３は、その中に印刷アパーチャ７のパターンを含む印刷スクリーン５と、この実施形態において張力を加えて印刷スクリーン５を支持する枠部９と、を含み、パターンはその下のワークピースＷに印刷される堆積物のパターンを画定する。
【００４３】
印刷スクリーン５は、ここではステンシルの形態で固体であり連続的なシートであるシート１１を含む。
【００４４】
この実施形態において、シート１１は金属シートから形成されるが、代替的にプラスチックシートから形成することもできる。１つの代替的な実施形態においてシート１１はメッシュスクリーンの形態でメッシュから形成可能である。１つの実施形態において、シート１１は金属メッシュとすることができるが、代替的にプラスチックメッシュで形成することもできる。
【００４５】
印刷スクリーン５は、以下により詳細に説明するように、シート１１に超音波振動を導入するように駆動可能である導波路２１をさらに含む。
【００４６】
この実施形態において、導波路２１は、印刷アパーチャ７のパターンの少なくとも２つの対向する側面に延設し、この実施形態では印刷アパーチャ７のパターンを実質的に取り囲むシート１１の表面における細長い部分２３を含む。
【００４７】
この実施形態において、細長い部分２３は複数の要素２５を含み、これらは印刷アパーチャ７のパターンの隣接する側面に配置され、本明細書ではそれぞれはＲ処理された角部２７によって結合され、遠位端２９において終端し、以下により詳細に説明するように１つの遠位端は超音波アクチュエータ６３が結合されるアクチュエータノード３０を提供する。
【００４８】
この実施形態において、細長い部分２３はガイドされる波の波長の１／４に対応する長さを有する。
【００４９】
この実施形態において、細長い部分２３は幅４ｍｍ、高さ４ｍｍの四角形の断面を有する。代替的な実施形態において、細長い部分は高さ２ｍｍとすることができる。
【００５０】
好適な実施形態において、細長い部分２３は約５ｍｍよりも小さく、任意選択的に約２ｍｍよりも大きな幅を有する。
【００５１】
好適な実施形態において、細長い部分２３は約５ｍｍよりも小さく、任意選択的に約３ｍｍよりも小さく、さらに任意選択的に１ｍｍよりも大きい高さを有する。この実施形態において、Ｒ処理された角部２７の内側の半径は３５ｍｍである。
【００５２】
この実施形態において、導波路２１はアルミニウムから形成される。代替的な実施形態において、導波路２１はステンレス鋼から形成可能である。
【００５３】
この実施形態において、導波路２１はシート１１からは離隔して形成される。
【００５４】
この実施形態において、導波路２１はシート１１に、本明細書では、接着剤、本明細書ではメタクリレート構造接着剤などのアクリル接着剤を用いて接合されて取り付けられる。この実施形態において、接着剤はＣｒｅｓｔａｂｏｎｄ  Ｍ１接着剤、任意選択的にＣｒｅｓｔａｂｏｎｄ  Ｍ１−０５接着剤（Ｓｃｏｔｔ  Ｂａｄｅｒ社、Ｗｏｌｌｓｔｏｎ、英国製）である。
【００５５】
代替的な実施形態において、導波路２１はシート１１に溶接可能である。
【００５６】
他の実施形態において、導波路２１はシート１１上に直接取り付けられずに載せることも可能である。
【００５７】
他の代替的な実施形態において、導波路２１はシート１１と一体に形成可能である。１つの実施形態において、導波路２１はシート１１の１つの表面から突出可能である。他の実施形態において、導波路２１はシート１１の上面及び下面の両方から突出可能である。
【００５８】
１つの実施形態において、印刷スクリーン５は機械加工、切断及びまたはエッチング操作によって形成可能である。
【００５９】
他の実施形態において、印刷スクリーン５は電鋳可能であり、それによって導波路２１はシート１１の表面から成長する。スクリーン印刷装置は、印刷スクリーンユニット３に対して、この実施形態では印刷スクリーンユニット３の印刷スクリーン５の下の印刷領域にワークピースＷを支持するワークピース支持部４１をさらに含む。
【００６０】
スクリーン印刷装置は、印刷動作において、印刷媒体、典型的にははんだペースト、銀ペーストまたは接着剤を印刷スクリーン５の印刷アパーチャ７のパターンを通して移動させるように動作可能である印刷ヘッドユニット５１をさらに含む。
【００６１】
この実施形態において、印刷ヘッドユニット５１は、本明細書では印刷動作において印刷スクリーン５の表面に渡って平行移動するスキージ５３を含む印刷ヘッド５２を含む。
【００６２】
この実施形態において、印刷ヘッド５２はスキージ５３に超音波振動を導入するように駆動可能である導波路５５を含む。
【００６３】
スクリーン印刷装置は、印刷スクリーンユニット３の導波路２１に超音波を伝達するように動作可能である第１の超音波発生ユニット６１をさらに含む。
【００６４】
この実施形態において、第１の超音波発生ユニット６１は、導波路２１に結合された超音波アクチュエータ６３、本明細書では圧電素子と、アクチュエータ６３を駆動する電源６５と、を含む。
【００６５】
この実施形態において、アクチュエータ６３は導波路２１の遠位端２９の一方においてアクチュエータノード３０に結合されるが、代替的にはその長さ方向に沿った任意の腹の点に結合可能である。
【００６６】
この実施形態において、アクチュエータ６３は約２０ｋＨｚから約８０ｋＨｚの範囲、任意選択的に約３０ｋＨｚから約６０ｋＨｚ、さらに任意選択的に約３５ｋＨｚから約５５ｋＨｚで導波路２１に振動を導入するように駆動される。この実施形態において、アクチュエータ６３は１０Ｗ未満の出力で、好適には約２．５Ｗから７．５Ｗの出力で駆動される。
【００６７】
スクリーン印刷装置は、印刷ヘッド５２の導波路５５に超音波を伝達するように動作可能である第２の超音波発生ユニット７１をさらに含む。
【００６８】
この実施形態において、第２の超音波発生ユニット７１は導波路５５に結合された超音波アクチュエータ、本明細書では圧電素子と、アクチュエータ７３を駆動する電源７５と、を含む。
【００６９】
この実施形態において、アクチュエータ７３は、約２０ｋＨｚから約８０ｋＨｚ、任意選択的に約３０ｋＨｚから約６０ｋＨｚ、任意選択的に約３５ｋＨｚから約５５ｋＨｚの範囲の振動を導波路５５内に導入するように駆動される。
【００７０】
本発明の導波路２１を用いた印刷スクリーン５の超音波作動により、印刷面積比、すなわち印刷アパーチャの側壁の面積の開口アパーチャ面積に対する比を、０．４よりも小さくすることができる。これは、特別なはんだペーストを用いても最大でも０．５の印刷面積比を達成することができるに過ぎない既存の印刷手段と比較される。従って、本発明は、堆積物の転写の改善を示し、これはより薄い印刷スクリーンを使用してより小さな堆積物の印刷を可能にする。
【００７１】
以下、本発明を限定的でない例を参照して単に例として説明する。
【００７２】
印刷ヘッド５２は２９から３５ｋＨｚの周波数、秒速５０ｍｍの印刷速度及び４ｋｇの印刷圧力で動作されるＰｒｏＡｃｔｉｖ（登録商標）印刷ヘッドであった。スキージ５３は長さ１７０ｍｍ、６０°の角度を有する金属スキージであった。
【００７３】
印刷スクリーン５は、１５０μｍの大きさの円形のアパーチャ７のパターンを有し、０．３ｍｍのチップスケールパッケージ（ＣＳＰ）のために構成された１００μｍのステンレススクリーン（ＶｅｃｔｏｒＧｕａｒｄ（登録商標））であった。
【００７４】
印刷後にワークピースＷを印刷スクリーン５から離す分離速度は秒速３ｍｍであった。
【００７５】
印刷媒体ははんだペースト（日本国Ｋｏｋｉ社の製品）であった。
【００７６】
この例において、印刷スクリーン５の導波路２１は、３１．５６、４５．７８及び６０ｋＨｚの周波数、２．５、５及び７．５Ｗの出力レベルで、ステンシルシート１１に振動を導入するように作動された。
【００７７】
図３は、周波数及び出力の関数として、印刷堆積物の体積についてのサンプル平均（Ｘバー）のプロットを示す。
【００７８】
示されるように、最適な周波数は約４５ｋＨｚで観察され、最適な出力は約５Ｗで観察される。転写効率は出力とともに増減し、比較的低出力における最適な出力ピークの存在は驚くべきものであると考えられた。
【００７９】
図４は周波数及び出力の関数として、印刷堆積物の体積に関する標準偏差のプロットを示す。
【００８０】
観察から分かるように、周波数及び出力の最適値も、印刷堆積物の体積において、顕著に低い標準偏差を示し、すなわち、転写効率の増加だけでなく、堆積物の均一性も顕著に増大する。図５は、印刷ヘッド５２（Ａ）の超音波作動によって生じる転写効率の、印刷スクリーン５（Ｂ）と比較した相対的な増加についての分布を、工程能力指数（Ｃｐｋ）として示す。
【００８１】
印刷スクリーン５単体の超音波作動の効果及び印刷ヘッド５２の超音波作動と組み合わせた効果は、２２５０個のアパーチャからの印刷結果を表す図６（ａ）から（ｄ）において明確に観察することができる。
【００８２】
図６（ａ）は、印刷スクリーン５も印刷ヘッド５２も超音波で作動されていない場合の印刷結果を示しており、平均は０．４１８２であり、ＳＤは０．１８０２である。
【００８３】
図６（ｂ）は印刷ヘッド５２は超音波で作動されるが印刷スクリーン５は作動されない場合の印刷結果を示しており、平均は０．８０４であり、ＳＤは０．２２１２である。
【００８４】
図６（ｃ）は印刷スクリーン５は超音波で作動されるが印刷ヘッド５２は作動されない場合の印刷結果を示しており、平均は０．９２３２であり、ＳＤは０．１３２６である。
【００８５】
図６（ｄ）は印刷スクリーン５及び印刷ヘッド５２がいずれも超音波作動する場合の印刷結果を示しており、平均は０．９８０２であり、ＳＤは０．１００６である。
【００８６】
観察から分かるように、印刷スクリーン５の超音波作動によって、特に印刷の均一性に顕著な改善が達成され、この改善は、印刷スクリーン５及び印刷ヘッド５２が共に超音波で作動される場合にさらに向上する。
【００８７】
図７から９は、本発明の第２の実施形態に従うスクリーン印刷装置を示す。この実施形態のスクリーン印刷装置は最初に説明した実施形態とよく似ており、そのため、説明の不要な重複を避けるために相違点のみを詳細に示し、類似の部分は類似の参照符号で示す。
【００８８】
本実施形態のスクリーン印刷装置は、枠部９が印刷スクリーン５のシート１１にどのような条件においても張力を維持するような剛体の枠部ではなく、取り外したときには印刷スクリーン５を張力を加えられない状態で支持し、外部張力機構によって印刷スクリーン５の張力印加を可能とする枠部である点で、最初に説明した実施形態のものとは異なる。本実施形態において、枠部９はＤＥＫ社（英国Ｗｅｙｍｏｕｔｈ）製ＶｅｃｔｏｒＧｕａｒｄ（登録商標）フレームである。
【００８９】
本実施形態において、印刷スクリーン５は、シート１１の周辺部近くに延設し、シート１１の表面から導波路２１よりも大きく突出した直立部８１を有し、それによって印刷スクリーン３が表面上におかれたときに導波路２１を保護するという点で、さらに異なる。
【００９０】
本実施形態において、印刷スクリーン５は、導波路２１の細長い部分２３が、細長い部分２３の経路に１つのアクチュエータノード３０を含む単一かつ連続的な要素である点で、さらに異なる。本実施形態において、アクチュエータノード３０は印刷スクリーン５のシート１１のアパーチャと対応する貫通アパーチャ８５を含み、これは以下により詳細に説明するように超音波アクチュエータ６３のそれへの固定を可能にする。
【００９１】
本実施形態において、図９に示されるように、超音波アクチュエータ６３は本明細書では環状の円盤である、反対の関係にある第１及び第２の圧電素子９１と、電源６５に電気的に接続された電気的コネクタ９３と、を含む。本実施形態において、圧電素子９１の正極は互いに対向する。本実施形態において、超音波アクチュエータ６３はさらに、本明細書では前面及び後面の質量要素である、圧電素子９１の両側に配置された第１及び第２の質量要素９５、９６と、質量要素９５、９６を相互接続し、超音波アクチュエータ６３が所定の周波数で共振するように圧電素子９１を所定の圧力で圧力を加える固定部９７と、を含む。
【００９２】
本実施形態において、超音波アクチュエータ６３は本明細書ではアクチュエータノード３０の開口部８５を通って固定部９９によって、本明細書ではねじによって導波路２１のアクチュエータノード３０に固定され、それによって前面質量要素９６はアクチュエータノード３０に取り付けられ、結合される。
【００９３】
図１０は、本発明の１つの実施形態に従うスクリーン洗浄装置を示している。
【００９４】
スクリーン洗浄装置は本明細書ではタンクの形状である、洗浄液体１０３を含み、少なくとも１つの印刷スクリーンユニット３を受容する洗浄槽１０１を含む。
【００９５】
本実施形態において、印刷スクリーンユニット５は、枠部９に取り付けられたときに洗浄槽１０１内に配置されるが、代替的な実施形態においては、枠部９から取り外すことも可能である。
【００９６】
スクリーン洗浄装置はさらに、超音波を印刷スクリーン５の導波路２１に伝達し、印刷スクリーン５の洗浄を行うように動作する超音波発生ユニット１０７を含む。
【００９７】
本実施形態において、超音波発生ユニット１０７は、本明細書では圧電素子である、導波路２１に結合された超音波アクチュエータ１０９と、アクチュエータ１０９を駆動する電源１１１と、を含む。本実施形態において、アクチュエータ１０９は、導波路２１の遠位端２９の１つに結合されるが、代替的にその長さ方向に沿った任意の腹の点に結合することも可能である。
【００９８】
本実施形態において、アクチュエータ１０９は約２０ｋＨｚから約８０ｋＨｚ、任意選択的に約３０ｋＨｚから約６０ｋＨｚ、さらに任意選択的に約３５ｋＨｚから約５５ｋＨｚの範囲で導波路２１に振動を導入するように駆動される。
【００９９】
本実施形態において、アクチュエータ１０９は１０Ｗ未満の出力で、好適には約２．５Ｗから７．５Ｗの間の出力で駆動される。
【０１００】
最後に、本発明は好適な実施形態で説明されたものであり、添付の特許請求の範囲によって定義されるように発明の範囲から逸脱することなく様々な形式で改良することが可能であることは理解されるであろう。
【符号の説明】
【０１０１】
３  印刷スクリーンユニット
５  印刷スクリーン
７  印刷アパーチャ
９  枠部
１１  シート
２１  導波路
２３  細長い部分
２５  要素
２７  角部
２９  遠位端
３０  アクチュエータノード
４１  ワークピース支持部
５１  印刷ヘッドユニット
５２  印刷ヘッド
５３  スキージ
５５  導波路
６１  第１の超音波発生ユニット
６３  超音波アクチュエータ
６５  電源
７１  第２の超音波発生ユニット
７３  アクチュエータ
７５  電源
８５  貫通アパーチャ
９１  圧電素子
９３  電気的コネクタ
９５、９６  質量要素
９７、９９  固定部
１０１  洗浄槽
１０３  洗浄液体
１０７  超音波発生ユニット
１０９  超音波アクチュエータ
【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（ａ）】
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【図６（ｂ）】
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【図６（ｃ）】
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【図６（ｄ）】
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【図７（ａ）】
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【図７（ｂ）】
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【図７（ｃ）】
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【図７（ｄ）】
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【図８（ａ）】
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【図８（ｂ）】
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【図８（ｃ）】
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【図９】
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【図１０】
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