(57)【要約】【課題】スクリーンマスクにより被印刷物に印刷を行なうスクリーン印刷方法およびスクリーン印刷装置において、インクに相当するペースト状物体をスクリーンマスクのピットにばらつきなく充填すること。【解決手段】印刷台上に被印刷物を保持する工程と、保持された被印刷物に離間してスクリーンマスクを被印刷物に向い合わせる工程と、スクリーンマスクにペーストを介して、加熱されたスキージを押し当ててスクリーンマスクを被印刷物に線状に当接させる工程と、加熱されたスキージを、被印刷物とスクリーンマスクとの当接位置が移動するように当接の方向と交わる方向に移動してペーストを被印刷物に転写する工程とを具備する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷台上に被印刷物を保持する工程と、
前記保持された被印刷物に離間してスクリーンマスクを前記被印刷物に向い合わせる工程と、
前記スクリーンマスクにペーストを介して、加熱されたスキージを押し当てて前記スクリーンマスクを前記被印刷物に線状に当接させる工程と、
前記加熱されたスキージを、前記被印刷物と前記スクリーンマスクとの当接位置が移動するように前記当接の方向と交わる方向に移動して前記ペーストを前記被印刷物に転写する工程と
を具備することを特徴とするスクリーン印刷方法。
【請求項２】
前記加熱されたスキージの温度は、２５℃ないし３０℃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方法。
【請求項３】
前記加熱は、スキージに埋設または添設された発熱体によることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷方法。
【請求項４】
前記加熱は、センサにより温度を検出しつつ発熱を制御してなされることを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷方法。
【請求項５】
前記転写する工程の後に、前記転写されたペーストを常温より高い温度で乾燥する工程をさらに具備することを特徴とする請求項１記載のスクリーン印刷方法。
【請求項６】
印刷台と、
前記印刷台上に保持され得る被印刷物に離間してスクリーンマスクを前記被印刷物に向い合わせて位置させるためのスクリーンマスク設置部と、
発熱体が埋設または添設され、かつ前記スクリーンマスク設置部に設置されたスクリーンマスクを前記被印刷物に線状に当接させるためのスキージと、
前記スキージを、前記被印刷物と前記スクリーンマスクとの当接位置が移動するように前記当接の方向と交わる方向に移動するスキージ移動機構と
を具備することを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項７】
前記発熱体は、シリコンラバーヒータであることを特徴とする請求項６記載のスクリーン印刷装置。
【請求項８】
前記スキージに設けられた温度センサと、
前記温度センサにより検出された温度に基づいて前記発熱体を制御する制御部と
をさらに具備することを特徴とする請求項６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、スクリーンマスク（スクリーン版）により被印刷物に印刷を行なうスクリーン印刷方法およびスクリーン印刷装置に係り、特に、インクに相当するペースト状物体をスクリーンマスクのピットにばらつきなく充填するのに適するスクリーン印刷方法およびスクリーン印刷装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
微細な構造物を物体面上に形成するためスクリーン印刷を応用する技術が種々の場面で用いられている。配線板または金属箔上に微細構造物としての導電性バンプを形成するのもそのひとつである。このような方法で印刷・形成される導電性バンプは、尖りを有するので半硬化状態の絶縁板（プリプレグ）を貫通しやすくその貫通により絶縁板間の層間接続体として使用することができる。
【０００３】
導電性バンプの形成は、絶縁板を貫通するためある程度の高さが必要である。また、その形成高さに均一性が求められる。均一性が悪いと絶縁板への貫通が不完全の導電性バンプの発生確率が増加し、配線板としての製造歩留まりが悪化するからである。
【０００４】
スクリーン印刷の従来技術では、導電性バンプの形成とは異なるスクリーン印刷ではあるが、例えば特許第２８９２９０９号公報記載のものがある。このスクリーン印刷では、ペースト状物体の温度を調整・保持のもと被印刷物に印刷するようにしている。このような温度調整・保持を行なうことで、印刷に際しておよび保存状態におくときそれぞれでペースト状物体を適温にすることが可能である。
【０００５】
【特許文献１】
特許第２８２９０９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
導電性バンプの形成においては、形成高さのばらつき要因として、スキージによってスクリーンマスクのピット（貫通孔）に充填される印刷時のペースト状物体の量がばらつくことが挙げられる。充填量のばらつきは、次のような発生理由が考えられる。導電性バンプ形成は、印刷後のペースト状物体が被印刷物面上に転写されたときに錐体状になることが求められるので、その粘度が一般的に高い（常温で例えば１０００Ｐａ・ｓないし３０００Ｐａ・ｓ）。粘度が高い（すなわち流動性が悪い）と、スキージがスクリーンマスク上を移動したときのピットへのペースト状物体の充填が円滑には進まない。
【０００７】
円滑に進まないので、ピットへのペースト状物体の充填量がばらつくことになり、このようなピットへ充填量のばらつきはほぼそのまま導電性バンプとしての形成高さばらつきになる。
【０００８】
本発明は、上記の事情を考慮してなされたもので、スクリーンマスクにより被印刷物に印刷を行なうスクリーン印刷方法およびスクリーン印刷装置において、インクに相当するペースト状物体をスクリーンマスクのピットにばらつきなく充填することが可能なスクリーン印刷方法およびスクリーン印刷装置を提供することを目的とする。
【０００９】
なお、上記従来技術で開示される技術と本発明とはわずかに類似する点もあるが、ペースト状物体の性質（劣化特性）が異なる、その結果スキージ自体に求められる構成（複雑さなど）が異なる、などの点で容易な推考で導出し得ない別の技術である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明に係るスクリーン印刷方法は、印刷台上に被印刷物を保持する工程と、前記保持された被印刷物に離間してスクリーンマスクを前記被印刷物に向い合わせる工程と、前記スクリーンマスクにペーストを介して、加熱されたスキージを押し当てて前記スクリーンマスクを前記被印刷物に線状に当接させる工程と、前記加熱されたスキージを、前記被印刷物と前記スクリーンマスクとの当接位置が移動するように前記当接の方向と交わる方向に移動して前記ペーストを前記被印刷物に転写する工程とを具備することを特徴とする。
【００１１】
すなわち、被印刷物とスクリーンマスクとを対向・離間して配置し（いわゆるオフコンタクト印刷）、スクリーンマスク上にはペーストを存置させておく。ペーストを介してスクリーンマスク上に加熱されたスキージを押し当て、スクリーンマスクを被印刷物に線状に接触させる。そしてスキージを移動させる。このような方法を採ることにより、ペーストはスキージに接触した部分から暖められより流動性が高くなる。よって、ピット内へのペーストの移動が円滑に進み充填量の均一化が達成される。
【００１２】
なお、スキージが加熱されているのでスキージの温度は周囲より高く、よってペーストについていうとピット内に充填されさらに被印刷物に転写されるにつれてその温度は下がる。このような温度の降下によりペーストの被印刷物への密着性、およびオフコンタクト印刷による錐体の形成性に悪影響を与えない。
【００１３】
また、本発明に係るスクリーン印刷装置は、印刷台と、前記印刷台上に保持され得る被印刷物に離間してスクリーンマスクを前記被印刷物に向い合わせて位置させるためのスクリーンマスク設置部と、発熱体が埋設または添設され、かつ前記スクリーンマスク設置部に設置されたスクリーンマスクを前記被印刷物に線状に当接させるためのスキージと、前記スキージを、前記被印刷物と前記スクリーンマスクとの当接位置が移動するように前記当接の方向と交わる方向に移動するスキージ移動機構とを具備することを特徴とする。
【００１４】
このスクリーン印刷装置は、上記スクリーン印刷方法を実施するための一連のハードウエアを備えたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施態様として、前記加熱されたスキージの温度が２５℃ないし３０℃になるようにすると実際的である。これは、導電性バンプを形成するための導電性ペーストの粘度とその温度特性を考慮して実験的に得られた値である。
【００１６】
また、実施態様として、前記加熱はスキージに埋設または添設された発熱体によると都合がよい。このような発熱体によれば容易にスキージの温度を周囲より高くすることができる。
【００１７】
また、実施態様として、前記加熱は、センサにより温度を検出しつつ発熱を制御してなされるようにしてもよい。これによれば、より高精度に、設定すべき温度にスキージを維持することができる。すなわち、スクリーン印刷装置としての実施態様としては、前記スキージに設けられた温度センサと、前記温度センサにより検出された温度に基づいて前記発熱体を制御する制御部とをさらに具備するようにしてもよい。
【００１８】
また、実施態様として、前記転写する工程の後に、前記転写されたペーストを常温より高い温度で乾燥する工程をさらに具備するようにしてもよい。ペーストとして用いられる導電性ペースト（例えば銀ペースト）の中に含まれる溶剤を揮発させるためである。
【００１９】
また、実施態様として、前記発熱体は、シリコンラバーヒータである。シリコンラバーヒータによれば、スキージの長手方向に沿う小型形状の発熱体を容易に形成できる。
【００２０】
以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るスクリーン印刷装置の構成を模式的に示す側面図である。図２は、その特にスキージの部分のみを示す斜視図である。
【００２１】
構成を説明するに、図１に示すように、印刷台２上に被印刷物としての例えば配線板基材８が例えばバキューム吸着により保持可能にされる。この保持された配線板基材８に向い合いかつ離間するようにスクリーンマスク５がスクリーンマスク設置部３、４により張設される。配線板基材８とスクリーンマスク５との離間距離は例えば１ｍｍないし３ｍｍ程度にする。
【００２２】
スクリーンマスク５は、その材料としてアルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、銅、真ちゅうなどを用いることができる。厚さは、５０μｍから５００μｍ程度のものを用いることができる。被印刷物としては、リジッドまたはフレキシブルな樹脂基板、金属箔（銅箔）、ガラス板、セラミック板などを用いることができる。
【００２３】
スクリーンマスク５には、導電性ペースト６を被印刷物側に移動・転写し付着させるためのピット５ａ、５ｂ、…が穿設されている。ピット５ａ等の直径は、例えば５０μｍから５００μｍ程度にすることができる。スクリーンマスク５の上方にはスキージ１が設けられ、スキージ１は、スクリーンマスク５を線状に（紙面と垂直方法の線状に）押し下げ、スクリーンマスク５を配線板基材８に同様な線状に当接させることができる。スキージ１には、その材質としては、ウレタン樹脂のような樹脂、金属、金属に樹脂をコーティングしたものなどを利用することができる。また、スキージ１は、印刷に供用して経時的に摩耗するので装置として交換可能に構成してもよい。
【００２４】
スキージ１は、配線板基材８の主面に対して傾いており、スクリーンマスク５を押し下げたまま紙面右から左方向に（すなわち傾いたスキージ１の上方をスキージ１の下方が追いかける方向に）スキージ移動機構としてのスキージ移動案内レール９に案内されて移動する。この移動に際し、スキージ１の前方、スクリーンマスク５上に導電性ペースト６を位置させておく。導電性ペースト６には、例えばペースト状樹脂の中に金属粒（銀、金、銅、半田など）を分散させ、加えて揮発性の溶剤を混合させたものを用いる。その粘度は、常温（２０℃）で例えば１０００Ｐａ・ｓないし３０００Ｐａ・ｓである。
【００２５】
また、スキージ１には、発熱体１ａが添設されている。例えばこの実施形態では発熱体１ａとしてシリコンラバーヒータが用いられ、スキージ１の長手方向に沿って窪ませた部分に長矩形状に設けられる。このような形状によりスキージ１を、その長手方向に、より均一に加熱、加温することを意図する。なお、発熱体１ａは、スキージ１によってスクリーンマスク５上を移動する導電性ペースト６を加温することが目的なので、スキージ１のエッジ（スクリーンマスク５との接触部位）近くになるように設けられるのが好ましい。この意味で発熱体１ａは、スキージ１に埋め込まれるように設けられてもよい。
【００２６】
シリコンラバーヒータには、不図示の電源より導線で電力が供給されており、シリコンラバーヒータの定格により適当な発熱がなされる。この結果、スキージ１の温度は、印刷に際して移動中に２５℃ないし３０℃にされる。これは、室温（例えば２０℃）より高い温度である。なお、室温（周囲温度）を一定（例えば２０℃）に維持するためにこのスクリーン印刷装置を温度コンディショナーのある空間で使用することがなお好ましい。
【００２７】
次に、作用を述べるに、上記のようなスキージ１の動きにより、導電性ペースト６は、スキージ１直下近くではその一部がピット５ｂに充填される。ピット５ｂに充填された導電性ペースト６は、スキージ１が移動しスクリーンマスク５が配線板基材８から隔離し始めると、一部は配線板基材８に引っ張られ、他の一部はピット５ｂに残留するように引っ張られる。このような一連の導電性ペースト６の動きにおいて、導電性ペースト６は、最初の段階でスキージ１に接触した部位から加温される。このような加温により導電性ペースト６の流動性が増加する。
【００２８】
流動性の増加した導電性ペースト６は、より容易にピット５ｂ内に移動する。そして、ピット５ｂ内から配線板基材８上にさらに移動（転移）する。すなわち、スキージ１が図１左方向へ動くと、スキージ１の後方ではスクリーンマスク５と配線板基材８との距離がさらに離間し、一部がピット５ｂ（５ｃ、５ｄ、５ｅ）に残り、配線板基材８に引っ張られた部分が分断されて先が尖った形状で配線板基材８に付着する（導電性バンプ７となる。）。
【００２９】
ここで、導電性ペースト６について述べると、最初にスキージ１への接触により加温され、次にピット５ｂ（５ｃ、５ｄ、５ｅ）内への移動、配線板基材８上への転写と時間経過するにつれもとの温度に下がっていく。このような温度変化（温度低下）は導電性バンプ７としての錐体形成に好ましい。これは、流動性の低下により、導電性ペースト６の配線板基材８への密着性がピット５ｂ（５ｃ、５ｄ、５ｅ）内壁への密着性に優ることになり、より大きな部分が配線板基材８側に付着することになるからである。
【００３０】
導電性バンプ７を形成した後は、配線板基材８をこのスクリーン印刷装置から取り出し、高アスペクトに形成された導電性バンプ７を有する配線板基材８について例えば百数十℃で乾燥を行なうと導電性バンプ７を硬化させることができる。硬化された導電性バンプ７を有する配線板基材８を、半硬化状態の絶縁板（プリプレグ）と積層プレスして導電性バンプ７によりプリプレグを貫通させて層間接続体にする。このような層間接続体は、高さのばらつきが抑制されていることから接続信頼性が向上している。また、用いるプリプレグとして材料の選択肢を広げることもできるので、コストや生産性を改善できる。
【００３１】
なお、貫通性向上のため導電性バンプ７をさらに高くに形成するためは、導電性バンプ７を乾燥・硬化させ、同一パターンのスクリーンマスクを用いて導電性ペースト６を複数回印刷する方法を採り得る。このような場合でも、従来の場合よりその形成高さばらつきを減少して生産性高く例えば配線板を製造できる。
【００３２】
実験によると、導電性バンプ７の形成ばらつきを、転移量換算で従来の１／２ないし１／４まで抑制し、具体的には５〜１０％のばらつきとすることができた。これは、必要とされる導電性バンプ７の高さを確保するように複数回（具体的には４回から５回）印刷した場合の結果である。
【００３３】
次に、上記説明の実施形態とは異なる実施形態について図３を参照して説明する。図３は、本発明の別の実施形態に係るスクリーン印刷装置に用いるスキージの構成を模式的に示す図である。同図においてすでに説明した構成要素と同一のものには同一符号を付してある。なお、この実施形態のスクリーン印刷装置では、図１に相当する図示を、ほぼ同様のため省略する。
【００３４】
この実施形態では、スキージ１Ａの長手方向ほぼ中央に温度センサ１ｂを埋め込むように設け、これによりスキージ１Ａの温度を測定する。測定された温度は制御部２１に導線により伝達される。制御部２１では、伝達された温度に基づいて電圧源２１ａの出力電圧を制御し発熱体１ａに供給される電力を調整する。すなわち、温度をフィードバックすることによりスキージ１Ａの温度を一定に保つ構成としたものである。
【００３５】
このような構成によれば、スキージ１Ａの温度はより一定に加熱、加温され、その結果、スクリーンマスク５上の導電性ペースト６の加温を高精度に調整できる。これにより、導電性バンプ７をより高さばらつき少なく形成できる。なお、温度センサ１ｂは、スキージ１Ａに図示するようにひとつ設けるに限らず複数設けてもよい。複数の温度を測定しこれを制御部２１に伝達し平均を求めるなどの演算を行なって同様な制御を行なうことができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、スクリーンマスクにより被印刷物に印刷を行なうスクリーン印刷方法およびスクリーン印刷装置において、インクに相当するペースト状物体が、加熱されたスキージに接触した部分から暖められより流動性が高くなるので、このペースト状物体をスクリーンマスクのピットにばらつきなく充填することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るスクリーン印刷装置の構成を模式的に示す側面図。
【図２】図１に示すスクリーン印刷装置の特にスキージ１の部分のみを示す斜視図。
【図３】本発明の別の実施形態に係るスクリーン印刷装置に用いるスキージの構成を模式的に示す図。
【符号の説明】
１、１Ａ…スキージ  １ａ…発熱体  １ｂ…温度センサ  ２…印刷台  ３、４…スクリーンマスク設置部  ５…スクリーンマスク  ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅ…ピット  ６…導電性ペースト  ７…導電性バンプ  ８…配線板基材  ９…スキージ移動案内レール  ２１…制御部  ２１ａ…電圧源
【図１】
2005001118.tif 000003
【図２】
2005001118.tif 000004
【図３】
2005001118.tif 000005