(57)【要約】【課題】スクリーン製版の場所により、被印刷物上に一度に印刷された印刷パターンの厚みにばらつきが生じるという問題点を解決したスクリーン印刷装置を提供する。【解決手段】本発明は、ステージ２０により位置決め固定される被印刷物２と、被印刷物の上方にあるスクリーン製版１２と、スクリーン製版１２上に当接しながら水平移動し、スクリーン製版１２上の印刷ペーストを被印刷物２に印刷するスキージ１５とを備えるとともに、ステージ２０の上面２１の一部のみを上下方向に移動させることにより、被印刷物２とスクリーン製版１２との間隔ｃを局所的に調節可能な機構を備えるスクリーン印刷装置１００である。【選択図】図１
2004202977.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被印刷物を所定位置に固定するステージと、
該被印刷物の上方に配置されるスクリーン製版と、
該スクリーン製版上に当接しながら水平移動し、且つ該スクリーン製版上の印刷ペーストを前記被印刷物に印刷するスキージとからなるスクリーン印刷装置であって、
前記ステージは、その上面の一部が上下方向に移動可能として前記被印刷物と前記スクリーン製版との間隔が局所的に調節可能となっていることを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項２】
前記ステージは、その上面の一部が複数の油圧シリンダによって上下方向に移動可能となっ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】
本発明はスクリーン印刷装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スクリーン印刷装置は、簡単且つ安価な工程で、連続的に精度良く印刷パターンの印刷が可能であることから、さまざまな用途に用いられている。
【０００３】
スクリーン印刷装置を積層セラミックコンデンサの製造方法に適用した例について説明する。
【０００４】
まず、支持体上に誘電体層となるセラミックグリーンシートを形成する。
【０００５】
次に、支持体の下方に配置されたステージにより、セラミックグリーンシート（被印刷物）の位置決めが行われる。
【０００６】
次に、このセラミックグリーンシートの上方にマトリックス状の開口部を有するスクリーン製版を配置し、このスクリーン製版上に当接しながらスキージを水平移動させることにより、スクリーン製版上の導電性ペースト（印刷ペースト）を開口部からセラミックグリーンシート上に落下させ、内部電極となる導体パターン（印刷パターン）の印刷を行う。このことにより、１枚のセラミックグリーンシートに、複数個の導体パターンを一度に印刷することが可能であるため、積層セラミックコンデンサの量産に適している。さらに、セラミックグリーンシート上の導体パターンが形成されていない部分と同一形状の開口部を有するスクリーン製版を配置し、スクリーン製版上のセラミックペースト（印刷ペースト）を開口部から落下させ、誘電体充填層となるセラミックパターンの印刷を行う。
【０００７】
そして、このようなセラミックグリーンシートを、所定の枚数積層した後、切断して未焼成状態の積層体とし、所定の雰囲気、温度、時間を加えて焼成する。これにより、積層体の一対の端面には、内部電極が露出している。また、積層方向に隣接した誘電体層間の内部電極の周辺には、内部電極の厚みによる段差を実質的になくすための誘電体充填層が介在されている。
【０００８】
最後に、上記積層体の両端面に外部電極を形成する。
【０００９】
このようにして、積層セラミックコンデンサが得られる。
【００１０】
しかしながら、上記スクリーン印刷装置によれば、スクリーン製版とセラミックグリーンシート間の間隔にばらつきが生じると、落下する導電性ペーストの量にばらつきが生じ、さらには印刷された導体パターンの厚みにばらつきが生じるという問題点があった。そして、導体パターン厚みにばらつきが生じると、作製される積層セラミックコンデンサの静電容量（Ｃａｐ）などの特性のばらつきの原因となるという問題点があった。
【００１１】
そこで、セラミックグリーンシートを位置決め固定するステージを上下方向に移動させることにより、スクリーン製版とセラミックグリーンシート間の間隔を調節可能な機構を有するスクリーン印刷装置が、特開平１０−６４７１号公報、特開２０００−６２１３９号公報、特開２００２−３１６４００号公報に開示されている。
【特許文献１】
特開平１０−６４７１号公報  （３−５頁、図１−３）
【特許文献２】
特開２０００−６２１３９号公報  （２−３頁、図１−３）
【特許文献３】
特開２００２−３１６４００号公報  （４−７頁、図１−８）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記スクリーン印刷装置によれば、スクリーン製版の場所によって、印刷パターンの厚みにばらつきが生じるという問題点を解決することはできなかった。すなわち、上記スクリーン印刷装置により導体パターンを印刷した場合、スキージ、スクリーン製版、あるいは導電性ペーストなどの状態の変動により、スクリーン製版の場所によって、導体パターンの厚みにばらつきが生じることがあった。そして、このことにより、特に作製される積層セラミックコンデンサが小型化した場合、静電容量（Ｃａｐ）などの特性のばらつきの原因となっていた。
【００１３】
また、上記スクリーン印刷装置によりセラミックパターンを印刷した場合、一般にスクリーン製版の中央部と周辺領域では張力が異なるため、スクリーン製版の周辺領域に形成されるセラミックパターンの厚みが、中央部に比べて厚くなりやすかった。さらに、特に生産性向上のためにスクリーン製版が大面積化した場合、スクリーン製版の周辺領域における印圧による伸び率が中央部に比べて大きいことから、図3に示すように、周辺領域に形成された導体パターン３、４間に形成されるセラミックパターン７の位置ずれが大きくなり、セラミックパターン７の一部がセラミックグリーンシート２上の導体パターン３、４上に乗り上げることがあった。そしてこのとき、周辺領域に形成されるセラミックパターン７の厚みが大きい場合、段差が逆に助長されるという問題点があった。
【００１４】
ここで、特開平１０−６４７１号公報では、ステージと支持体の間に弾性材を介在させることにより、上記問題点を解決しようとしていたが、印刷パターンの厚みのばらつきを低減するには限界があった。
【００１５】
本発明は上述の問題点に鑑みて案出されたものであり、その目的は、スクリーン製版の印刷位置による印刷パターンの厚みにばらつきを解消できるスクリーン印刷装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、  被印刷物を所定位置に固定するステージと、
該被印刷物の上方に配置されるスクリーン製版と、
該スクリーン製版上に当接しながら水平移動し、且つ該スクリーン製版上の印刷ペーストを前記被印刷物に印刷するスキージとからなるスクリーン印刷装置であって、
前記ステージは、その上面の一部が上下方向に移動可能として、前記被印刷物と前記スクリーン製版との間隔が局所的に調節可能となっていることを特徴とするスクリーン印刷装置である。
【００１７】
好ましくは、ステージは、その上面の一部が複数の油圧シリンダによって上下方向に移動可能となっている。
【作用】
本発明は、ステージの上面の一部のみを上下方向に移動させることにより、被印刷物とスクリーン製版との間隔を局所的に調節可能な機構、例えば、複数の油圧シリンダによって構成され、スクリーン製版の所定印刷位置において、ステージを上下に調整する。このため、スクリーン製版の張力やスキージ圧などの違いによる印刷パターンの厚みにばらつきを解消することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のスクリーン印刷装置を図面に基づいて説明する。
【００１９】
本発明のスクリーン印刷装置を積層セラミックコンデンサの製造方法に適用した例について説明する。なお、積層セラミックコンデンサの説明において各符号は製造の焼成工程の前後で区別しないこととする。
【００２０】
図１は、本発明のスクリーン印刷装置を示す概略図である。図２は、本発明のスクリーン印刷装置を用いて作製された積層セラミックコンデンサを示す図であり、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）横断面図である。
【００２１】
図２に示すように、積層セラミックコンデンサ１０は、積層体１と、この積層体１の端面に形成した一対の外部電極５、６とから構成されている。また、積層体１は、複数の誘電体層２と一対の内部電極３、４とを複数積層されているとともに、必要に応じて誘電体層２−２間に内部電極３、４の厚みによる段差を実質的になくすための誘電体充填層７を介在している。そして、一対の内部電極３、４は、積層体１の端面に露出し、夫々一対の外部電極５、６と接続されている。
【００２２】
また、図１に示すように、１００はスクリーン印刷装置、２は誘電体層となるセラミックグリーンシート（被印刷物）、１１はセラミックグリーンシート２が裏打ちされるとともに、セラミックグリーンシート２を搬送する支持体、２０はセラミックグリーンシート２を位置決め固定するステージ、１２はステージ２０上のセラミックグリーンシート２の上方に位置するスクリーン製版、１３はスクリーン製版上の導電性ペースト（印刷ペースト）、１５はスクリーン製版１２上に当接しながら水平移動し、導電性ペースト１３をセラミックグリーンシート２に印刷するスキージである。
【００２３】
支持体１１としては、ＰＥＴフィルムなどが挙げられる。
【００２４】
スクリーン製版１２としては、スクリーン枠の全面に例えばポリエステル、ステンレス、シルクなどのメッシュを貼り付け、このメッシュに一定の厚みの乳剤を塗布することにより形成される。また、メッシュの一部に乳剤を塗布しない開口部を形成し、この開口部から導電性ペースト１３を落下させることにより、内部電極となる導体パターン３、４を形成する。
【００２５】
導電性ペースト１３は、金属粉末を有機溶剤にバインダ樹脂を溶解させた有機ビヒクル中に分散させており、有機ビヒクル中には、これらの他、各種分散剤、活性剤、可塑剤などが必要に応じて添加される。また、導電性ペースト１３は、吐出ノズル（図示せず）よりスクリーン製版１２上に配給され、スクレッパ（図示せず）により乳剤の上全体に均一に広げられる。
【００２６】
スキージ１５の材質としては、ウレタンゴムなどの弾性体が挙げられる。また、スキージ１５の先端形状としては、先端部が角張ったものや、先端部の角を丸くしたものなど、種々の形状のものを用いることができる。また、スキージ１５は、駆動部（図示せず）により、スクリーン製版１２上で水平移動し、導電性ペースト１３の印刷を行う。
【００２７】
ステージ２０の上面２１は、無数の貫通孔が形成されたメッシュ状になっており、真空ポンプなどにより、ステージ２０の内部の油圧シリンダ２２の隙間から負圧がかかるようになっている。そして、セラミックグリーンシート２が裏打ちされた支持体１１を吸着することにより、精度良くセラミックグリーンシート２の位置決めが行われる。また、支持体１１を確実に吸着するとともに、安定した印刷を行うために、ステージ２０の上面２１は、シリコンゴムなどの弾性体であることが望ましい。そして、位置決めされたセラミックグリーンシート２上にスクリーン製版１２が配置されるとともに、導電性ペースト１３がセラミックグリーンシート２上に印刷され、内部電極となる導体パターン３、４が形成される。また、同様の方法で、別のスクリーン製版１２を用いてセラミックペースト（図示せず）を印刷することにより、誘電体充填層となるセラミックパターン７が形成される。セラミックペーストは、誘電体層２と略同一のセラミック粉末を有機ビヒクル中に分散させており、有機ビヒクルの成分は、導電性ペースト１３と略同一である。印刷終了後、上記支持体１１の吸着が解除され、セラミックグリーンシート２の導体パターン３、４及びセラミックパターン７が形成された部分がステージ２０の上面２１から搬送されるとともに、導体パターン３、４及びセラミックパターン７が形成されていないセラミックグリーンシート２が裏打ちされた支持体１１がステージ２０の上面に搬送及び吸着され、次の印刷が行われる。
【００２８】
本発明の特徴的なことは、ステージ２０の上面２１の一部のみを上下方向に移動させることにより、セラミックグリーンシート２とスクリーン製版１２との間隔ｃを局所的に調節可能な機構を備えることである。
【００２９】
具体的には、ステージ２０の内部に９本の油圧シリンダ２２が配置され、夫々油圧ポンプ２４に接続され、油圧用シリコンオイル２３により別々に油圧シリンダ２２の高さを調節できるようになっている。そして、ステージ２０の上面２１は弾性体であるため、油圧シリンダ２２の高さに合わせて局所的に上下に移動し、これに伴いセラミックグリーンシート２が裏打ちされた支持体１１も局所的に上下に移動するため、セラミックグリーンシート２とスクリーン製版１２との間隔ｃを局所的に調節できるようになっている。ここで、ステージ２０の上面２１は弾性体であるため、油圧シリンダ２２の移動による衝撃を吸収できるという効果もある。
【００３０】
また、導体パターン３、４及びセラミックパターン７を印刷後、その厚みを膜厚測定器１６により測定し、次の導体パターン３、４及びセラミックパターン７を印刷する際のセラミックグリーンシート２とスクリーン製版１２との間隔ｃを夫々局所的に調節できるようになっている。
【００３１】
膜厚測定器１６は、蛍光Ｘ線、レーザ光、光の干渉・反射を利用した方法などが用いられる。これらの方法により、導体パターン３、４及びセラミックパターン７の厚みを非接触で精度良く測定できる。
【００３２】
具体的には、導体パターン３、４及びセラミックパターン７が形成されたセラミックグリーンシート２上は、膜厚測定器１６の下方に搬送される。膜厚測定器１６は、セラミックグリーンシート２上に形成された導体パターン３、４及びセラミックパターン７の膜厚を複数箇所（少なくとも油圧シリンダ２２と略同一部分）において測定する。そして、各油圧ポンプ２４に信号を送り、油圧シリコンオイル２３の流量を調節することにより、各油圧シリンダ２２の先端の高さを調節し、さらにステージ２０の上面２１の一部のみを上下方向に移動させることにより、セラミックグリーンシート２とスクリーン製版１２との間隔ｃを局所的に調節する。例えば、導体パターン３、４あるいはセラミックパターン７の膜厚が大きい部分については、間隔ｃを小さくする。そして、間隔ｃを調節した後、次の導体パターン３、４及びセラミックパターン７をスクリーン印刷する。
【００３３】
以下、本発明のスクリーン印刷装置１００を用いた積層セラミックコンデンサ１０の製造方法について説明する。
【００３４】
まず、支持体１１上に誘電体層となるセラミックグリーンシート２を形成する。
【００３５】
次に、支持体１１の下方に配置されたステージ２０により、セラミックグリーンシート２の位置決めが行われる。
【００３６】
次に、このセラミックグリーンシート２（被印刷物）の上方に内部電極となる導体パターン３、４（印刷パターン）と同一形状の開口部を有するスクリーン製版１２を配置し、このスクリーン製版１２上に当接しながらスキージ１５を水平移動させることにより、スクリーン製版１２上の導電性ペースト（印刷ペースト）１３を開口部からセラミックグリーンシート２上に落下させることにより、導体パターン３、４の印刷を行う。このことにより、１枚のセラミックグリーンシート２に、複数個の導体パターン３、４を一度に印刷することが可能になる。さらに、同様の方法により、セラミックグリーンシート２上の導体パターン３、４が形成されていない部分と同一形状の開口部を有するスクリーン製版１２を配置し、スクリーン製版１２上のセラミックペースト（印刷ペースト）を開口部から落下させ、誘電体充填層となるセラミックパターン７の印刷を行う。
【００３７】
また、導体パターン３、４及びセラミックパターン７が印刷されたセラミックグリーンシート２は膜厚測定器１６の下方に搬送され、その厚みを膜厚測定器１６により測定し、次の導体パターン３、４及びセラミックパターン７を印刷する際のセラミックグリーンシート２とスクリーン製版１２との間隔ｃを夫々局所的に調節する。
【００３８】
そして、このようなセラミックグリーンシート２を、所定の枚数積層した後、切断して未焼成状態の積層体１とし、所定の雰囲気、温度、時間を加えて焼成する。これにより、積層体１の一対の端面には、内部電極３、４が露出している。また、積層方向に隣接した誘電体層２−２間の内部電極３、４の周辺には、内部電極３、４の厚みによる段差を実質的になくすための誘電体充填層７が介在されている。
【００３９】
最後に、上記積層体１の両端面に外部電極５、６を形成する。
【００４０】
このようにして、図２に示すような積層セラミックコンデンサ１０が得られる。
【００４１】
かくして、本発明によれば、ステージ２０の上面２１の一部のみを上下方向に移動させることにより、セラミックグリーンシート（被印刷物）２とスクリーン製版１２との間隔ｃを局所的に調節可能な機構を備えるため、セラミックグリーンシート２上に一度に印刷された導体パターン３、４またはセラミックパターン７（印刷パターン）の厚みが、場所によってばらつきが生じるという問題点を解決できる。
【００４２】
すなわち、スクリーン印刷装置１００により導体パターン３、４を印刷した場合、スクリーン製版１２の場所によって、スキージ１５、スクリーン製版１２、あるいは導電性ペースト１３などの状態に変動が生じた場合も、セラミックグリーンシート２とスクリーン製版１２との間隔ｃを局所的に調節可能であるため、導体パターン１３、１４の厚みばらつきを低減することができ、作製される積層セラミックコンデンサ１０の静電容量（Ｃａｐ）などの特性のばらつきを低減することができる。
【００４３】
また、内部電極となる導体パターン３、４の厚みによる段差をなくすための誘電体充填層となるセラミックパターン７を印刷する際に、スクリーン製版１２の周辺領域におけるセラミックパターン７の厚みを調節できるため、図3に示すように、印刷の位置ずれのためにセラミックパターン７の一部がセラミックグリーンシート２上の導体パターン３、４上に乗り上げた場合も、段差を小さくできる。また、必要に応じて、スクリーン製版１２の中央部におけるセラミックパターン７の厚みを大きくすれば、さらに効果的に段差を小さくできる。
【００４４】
さらに、導体パターン３、４を印刷後、その厚みを膜厚測定器１６により測定し、次の導体パターン３、４を印刷する際のセラミックグリーンシート２とスクリーン製版１２との間隔ｃを局所的に調節できるようになっているため、例えば、印刷の途中でスクリーン製版１２、スキージ１６、導電性ペースト１３などの状態が変化し、スクリーン製版１２の場所による導体パターン３、４の厚みが変動した場合も、その次の印刷の際には間隔ｃを局所的に調節することができるため、さらに精度良く導体パターン３、４及びセラミックパターン７の厚みばらつきを低減できる。
【００４５】
なお、本発明は上記の実施の形態例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内での種々の変更や改良などは何ら差し支えない。
【００４６】
例えば、本発明は、部品の端部に外部電極となる導体膜を印刷する工程や、基板上に半田を印刷する工程など、種々のスクリーン印刷装置１００に適用できる。また、印刷ペースト１３も、半田ペースト、樹脂ペーストなど、スクリーン印刷が可能なものであれば、種々の印刷ペースト１３に適用できる。
【００４７】
また、上記実施の形態では油圧シリンダ２２の数を９本としたが、例えば１６本など、必要に応じて調節しても良く、ステージ２０の上面２１の縦方向と横方向の数が異なっても良い。さらに、油圧シリンダ２２の太さをステージ２０の上面２１の場所によって異ならせても良い。
【００４８】
さらに、導体パターン３、４の厚みを測定した直後に、次の印刷の際の油圧シリンダ２２の先端の高さを調節する他、導体パターン３、４の厚みの測定値の平均に基づき、セラミックグリーンシート２とスクリーン製版１２の間隔ｃを局所的に調節するようにしても良い。
【００４９】
また、誘電体充填層７は、形成しなくても良い。
【００５０】
【実施例】
本発明者は、スクリーン製版１２とセラミックグリーンシート２間の間隔ｃを測定するとともに、ステージ２０の上面２１を上下方向に移動できるスクリーン印刷装置において、油圧シリンダ２２の数が９本であり、夫々が独立に移動が可能な本発明のスクリーン印刷装置１００と、油圧シリンダ２２の数が１本である従来のスクリーン印刷装置を用いて、内部電極となる導体パターン３、４、及び誘電体充填層となるセラミックペースト７を印刷し、積層セラミックコンデンサ１０を作製した。
【００５１】
これら積層セラミックコンデンサ１０の寸法は２．０ｍｍ×１．２５ｍｍであり、積層仕様は５μｍ×２００層とした。
【００５２】
作製した積層セラミックコンデンサ１０について、容量ばらつき（ＣＶ値）、デラミネーションの発生率を測定した。
【００５３】
まず、静電容量（Ｃａｐ）をインピーダンスアナライザーにより、温度２５℃、周波数１ＭＨｚ、交流電圧〔実効値〕１．０Ｖの条件で測定した。静電容量ばらつきは、上記静電容量（Ｃａｐ）の測定結果から、（ＣＶ値）＝（標準偏差×１００）／（Ｃａｐ平均値）で算出した。
【００５４】
デラミネーションの発生率は、試料５０個を表面研磨し、金属顕微鏡により確認した。
【００５５】
測定の結果、油圧シリンダ２２の数を９本にし、セラミックグリーンシート２とスクリーン製版１２との間隔を局所的に調節可能な機構を備えた本実施例では、ＣＶ値は１．８％未満、デラミネーションの発生率は０％だった。
【００５６】
これに対し、油圧シリンダ２２の数が１本であり、セラミックグリーンシート２とスクリーン製版１２との間隔を局所的に調節することができない比較例では、ＣＶ値は３．２％、デラミネーションの発生率は４％となった。
【００５７】
これらの結果から、本発明のスクリーン印刷装置１００は、ステージ２０の上面２１の一部のみを上下方向に移動させることにより、セラミックグリーンシート２とスクリーン製版１２との間隔ｃを局所的に調節可能な機構を備えるため、導体パターン３、４厚みのばらつきを低減できることから、ＣＶ値を小さくできるとともに、周辺領域におけるセラミックパターン７の厚みを調節できることから、図3に示すように、印刷の位置ずれのためにセラミックパターン７の一部がセラミックグリーンシート２上の導体パターン３、４上に乗り上げた場合の段差を低減でき、焼成時のデラミネーションを低減できることがわかる。
【００５８】
【発明の効果】
本発明は、ステージの上面の一部のみを上下方向に移動させることにより、被印刷物とスクリーン製版との間隔を局所的に調節可能な機構を備えるため、スクリーン製版の場所によって、被印刷物上に一度に印刷された印刷パターンの厚みにばらつきが生じるという問題点を解決できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスクリーン印刷装置を示す概略図である。
【図２】本発明のスクリーン印刷装置を用いて作製された積層セラミックコンデンサを示す図であり、（ａ）は外観斜視図、（ｂ）横断面図である。
【図３】従来のスクリーン印刷装置の問題点を示す断面図である。
【符号の説明】
１００      スクリーン印刷装置
１１        支持体（ＰＥＴフィルム）
１２        スクリーン製版
１３        導電性ペースト（印刷ペースト）
１５        スキージ
１６        膜厚測定器
２０        ステージ
２１        ステージの上面
２２        油圧シリンダ
２３        油圧用シリコンオイル
２４        油圧ポンプ
１０        積層セラミックコンデンサ
１          積層体
２          誘電体層
３、４      内部電極
５、６      外部電極
７          誘電体充填層
【図１】
2004202977.tif 000003
【図２】
2004202977.tif 000004
【図３】
2004202977.tif 000005