(57)【要約】【課題】マスクの寸法が被印刷物の寸法よりも相対的に大きくなった場合に生じる位置ずれを高精度に補正できるスクリーン印刷機を得ること。【解決手段】マスク１２を透過させたペースト２を印刷テーブル１０上の被印刷物６に転写するスクリーン印刷機であって、印刷テーブル１０は、ステージ８と、ステージ８に配設される柔軟体７と、柔軟体７上に被印刷物６を固定する吸着機構９と、吸着機構９によって被印刷物６が固定された柔軟体７を被印刷物６ごと弾性変形させる柔軟体保持部品１１と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スクリーンマスクを透過させたペーストを印刷テーブル上の被印刷物に転写するスクリーン印刷機であって、
前記印刷テーブルは、
ステージと、
前記ステージに配設される柔軟体と、
前記柔軟体上に前記被印刷物を固定する固定手段と、
前記固定手段によって前記被印刷物が固定された前記柔軟体を前記被印刷物ごと弾性変形させる拡張手段と、
を備えることを特徴とするスクリーン印刷機。
【請求項２】
前記拡張手段は、前記スクリーンマスクの拡大量及び前記被印刷物の収縮量に応じて、前記柔軟体を弾性変形させ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】
前記柔軟体は、複数の真空吸着穴を有し、
前記ステージは、前記複数の真空吸着穴の各々に対応して設けられた複数の穴を有し、
前記固定手段は、前記ステージに設けられた複数の穴及び前記複数の真空吸着穴を介して前記被印刷物を前記柔軟体に吸着することを特徴とする請求項１又は２記載のスクリーン印刷機。
【請求項４】
前記柔軟体は、複数の真空吸着穴を有し、
前記ステージは、多孔質材料で形成されており、
前記固定手段は、前記ステージ及び前記複数の真空吸着穴を介して前記被印刷物を前記柔軟体に吸着することを特徴とする請求項１又は２記載のスクリーン印刷機。
【請求項５】
前記柔軟体は、多孔質材料で形成されており、
前記固定手段は、前記被印刷物を前記柔軟体に吸着することを特徴とする請求項１又は２記載のスクリーン印刷機。
【請求項６】
前記固定手段は、前記被印刷物を前記柔軟体に粘着させることを特徴とする請求項１又は２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、スクリーン印刷において、マスク自身に生じた歪、あるいは被印刷物に生じた歪に対して、これらの歪により生じる位置ずれを高精度に補正するために被印刷物に変形を加えた状態で保持し、固定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、スクリーン印刷機（以下、印刷機という）を用いて被印刷物に印刷を行う場合に、スクリーンマスク（以下、マスクという）、被印刷物のいずれか、又は両方に歪が生じた場合に、位置合わせ誤差が生じる場合がある。
【０００３】
スクリーン印刷法は代表的な孔版印刷法であり、金属又は樹脂の細線によって縦横に編まれたメッシュに乳剤により形成されたマスキング部と開口部とで必要なパターンが描画されたマスクを用いる。印刷テーブルに被印刷物を静置した状態、又は吸着装置などによって被印刷物を印刷テーブルに固定した状態で、接触又は適当な間隔を空けてマスクを配置し、被印刷物と反対側のマスク上にインク又はペーストなどの粘弾性体（以下、ペーストという）を供給し、マスク上をウレタン又は金属等のスキージを適当な圧力をかけながら通過させることにより、必要なパターンを基板に転写する方法である。
【０００４】
しかしながら、マスクが伸びて変形した場合や被印刷物の収縮などによって変形した場合、基板上の設計位置が別の位置にずれる位置ずれが発生する。
【０００５】
これらの問題に対し、特許文献１ではスクリーン印刷ではないが版側を拡張させる方式、特許文献２ではマスクそのものを変形しにくいものとする方式、特許文献３ではマスクを温度制御することによりマスクを伸張させる方式が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−０８２８４１号公報
【特許文献２】特開平９―２１６３３０号公報
【特許文献３】特開２０００―１７７１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、マスクが拡大又は被印刷物が縮小する場合、あるいはマスクの拡大量が被印刷物の拡大量よりも大きくなる場合などのように、マスクの寸法が被印刷物の寸法よりも相対的に大きくなった場合には、上記各特許文献に記載の発明では有効に補正できない。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、マスクの寸法が被印刷物の寸法よりも相対的に大きくなった場合に生じる位置ずれを高精度に補正できるスクリーン印刷機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、スクリーンマスクを透過させたペーストを印刷テーブル上の被印刷物に転写するスクリーン印刷機であって、印刷テーブルは、ステージと、ステージに配設される柔軟体と、柔軟体上に被印刷物を固定する固定手段と、固定手段によって被印刷物が固定された柔軟体を被印刷物ごと弾性変形させる拡張手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、マスクの寸法が被印刷物の寸法よりも相対的に大きくなった場合に生じる位置ずれを高精度に補正できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明にかかるスクリーン印刷機の実施の形態１が備える印刷テーブルを示す図である。
【図２】図２は、ステージの構成の一例を示す図である。
【図３】図３は、柔軟体に加える力を模式的に示す図である。
【図４】図４は、本発明にかかるスクリーン印刷機の実施の形態２が備える印刷テーブルを示す図である。
【図５】図５は、本発明にかかるスクリーン印刷機の実施の形態３が備える印刷テーブルを示す図である。
【図６】図６は、本発明にかかるスクリーン印刷機の実施の形態４が備える印刷テーブルを示す図である。
【図７】図７は、本発明にかかるスクリーン印刷機の実施の形態５が備える印刷テーブルを示す図である。
【図８】図８は、セラミックグリーンシートで形成された被印刷物の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明にかかるスクリーン印刷機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらの実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、本発明にかかるスクリーン印刷機の実施の形態１が備える印刷テーブルを示す図である。
【００１４】
スクリーン印刷に用いられるマスク１２は、ステンレス線を編み込んで構成されたメッシュ３と、感光性乳剤によって形成されたペースト遮蔽部４とで構成されており、ペースト遮蔽部４が設けられていない部分はスキージ１によってメッシュ３に押し付けられたペースト２を透過させるペースト透過部５となっている。メッシュ３は、一例として、線径φ１４〜３０μｍのステンレス線が１インチ当たり２５０〜５００本程度均等に編み込まれて構成される。
【００１５】
被印刷物６は、一例として０．１〜０．２ｍｍ程度の厚さのシリコンウェハで構成される。
【００１６】
印刷テーブル１０は、柔軟体７、ステージ８、吸着機構９及び柔軟体保持部品１１を有する。印刷テーブル１０は、柔軟体７に引っ張り力Ｆを加えながら固定手段としての吸着機構９により被印刷物６を保持可能である。柔軟体７は、矩形状であり、柔軟体保持部品１１によって四辺が保持されている。
【００１７】
図２は、ステージ８の構成の一例を示す図である。図２に示すように、ステージ８は、等間隔で設けられた複数の真空吸着穴２３を有する。一例として、ステージ８はアルミニウム板で形成され、２００ｍｍ□の範囲に５ｍｍ間隔でφ１．０ｍｍの真空吸着穴２３が複数形成される。
【００１８】
柔軟体７は、真空吸着穴２３よりも小径の複数の真空吸着穴２２を、真空吸着穴２３と同じレイアウトで有する。真空吸着穴２３がφ１．０ｍｍの穴である場合、真空吸着穴２２をφ０．５ｍｍの穴とすれば、ステージ８に設けられた真空吸着穴２３に対して片側０．２５ｍｍの尤度を持たせることができる。柔軟体７は、シリコーンゴムの他、ラテックスなどの素材を用いることも可能である。一例として、柔軟体７の厚さは０．５ｍｍ程度である。
【００１９】
図３は、柔軟体７に加える力を模式的に示す図である。この機構において、柔軟体保持部品１１をマスクとのずれ量と同等の量だけ手動で引っ張ることで、図３に示すようにステージ８と被印刷物６との間に介在する柔軟体７の各辺に個別に引っ張り力Ｆを加え、柔軟体７をマスクに合わせて変形させる。例えば、ハンドルの回転に応じて直線的に移動する機構を各辺の柔軟体保持部品１１に設け、ハンドルの回転量を調整することで柔軟体７をマスクに合わせて変形させれば良い。柔軟体７を変形させたまま柔軟体保持部品１１を固定した後に印刷を行うことによって、印刷位置ずれを小さく抑えることができる。
【００２０】
なお、ここでは柔軟体７を手動で引っ張る場合を例としたが、モータや油空圧機器などの装置によって発生させた力で柔軟体７を引っ張って印刷位置ずれを抑制することもできる。また、柔軟体７の各辺を全体的に柔軟体保持部品１１で引っ張るのではなく、部分的に引っ張るようにしても良い。
【００２１】
上記構成の印刷テーブル１０を有する印刷機は、被印刷物６の収縮、又はマスクの伸張によって、被印刷物６に対してマスクが大きくなっている場合、印刷テーブル１０は、吸着機構９で被印刷物６を吸着させた柔軟体７に柔軟体保持部品１１で引っ張り力Ｆを加える。これにより、被印刷物６に対してマスクが相対的に大きくなった場合でも、印刷位置ずれを補正し、マスクと被印刷物６とを正確に位置合わせできる。例えば、設計上の寸法が２００ｍｍ□のマスクに約１００ｐｐｍ（全体で２０μｍ）大きくなっている場合でも、マスクと被印刷物６とを正確に位置合わせできる。
【００２２】
実施の形態２．
図４は、本発明にかかるスクリーン印刷機の実施の形態２が備える印刷テーブルを示す図である。本実施の形態では、セラミック多孔質体を用いてステージ８が構成されている点で実施の形態１と相違する。
【００２３】
本実施の形態においては、被印刷物６の変形量が印刷テーブル１０側の真空吸着穴２３と柔軟体７に設けた真空吸着穴２２との相対位置関係が大きくなる場合でも、被印刷物６を吸着できる。
【００２４】
この他については実施の形態１と同様である。
【００２５】
実施の形態３．
図５は、本発明にかかるスクリーン印刷機の実施の形態３が備える印刷テーブルを示す図である。本実施の形態では、柔軟体７に多孔質材料を用いている。装置側の吸着機構９は、図２に示した真空吸着穴２３を有するステージ８である。ただし、図４に示したセラミック多孔質体を用いたステージ８を用いた構成とすることも可能である。多孔質材料の柔軟体７を変形させることにより、実施の形態１と同様に、マスクの変形や被印刷物６の変形による印刷位置ずれを抑制できる。
【００２６】
多孔質材料の柔軟体７を用いることにより、吸着機構側の吸着方式によらず、被印刷物全体を吸着できる。なお、多孔質材料としては、多孔質ゴムの他、破損しないのであれば和紙、無塵紙などの紙材料を使用することも可能である。
【００２７】
実施の形態４．
図６は、本発明にかかるスクリーン印刷機の実施の形態４が備える印刷テーブルを示す図である。本実施の形態の印刷テーブルは、吸着機構が設けられておらず、柔軟体７の上面に塗布した接着剤２８で被印刷物６を柔軟体７に貼り付けて保持する点で実施の形態１〜３と相違する。
【００２８】
接着剤２８は、被印刷物６との分離時に被印刷物６を破損させる可能性のある粘着力の強い粘着材料は不向きであり、弱粘着のアクリル系接着剤などを用いることができる。
【００２９】
なお、加熱や紫外線全面露光によって硬化し粘着力を低下させることのできる接着剤を用いて、ペーストを印刷した後に加熱や紫外線露光を行って被印刷物６と柔軟体７とを分離させることも可能である。例えば、熱硬化性接着剤や紫外線硬化性接着剤を接着剤２８として用い、ペーストを印刷した後に加熱や紫外線照射を施して粘着力を無くせば、印刷済の被印刷物６を柔軟体７から分離できる。
【００３０】
本実施の形態においても、実施の形態１〜３と同様に、被印刷物６に対してマスクが相対的に大きくなった場合でも、印刷位置ずれを補正し、マスクと被印刷物６とを正確に位置合わせできる。
【００３１】
実施の形態５．
図７は、本発明にかかるスクリーン印刷機の実施の形態５が備える印刷テーブルを示す図である。本実施の形態では、柔軟体７は、各辺が複数の柔軟体保持部品１１によって保持されている。柔軟体保持部品１１は、柔軟体７の各辺を一様に引っ張るのではなく、それぞれが異なる力で別々に引っ張り力を加えることが可能である。図８は、セラミックグリーンシートで形成された被印刷物の一例を示す図である。セラミックグリーンシートで形成された被印刷物３３のように複雑な変形を生じやすいものを対象にスクリーン印刷を行う場合でも、設計形状３４に合わせて柔軟体保持部品１１の各々に引っ張り力を加えることで、被印刷物３３を設計形状３４に矯正し、印刷位置ずれを抑制できる。
【００３２】
なお、柔軟体７に対する被印刷物３３の固定は、実施の形態１〜４と同様の手法を適用できる。
【００３３】
本実施の形態においても、実施の形態１〜４と同様に、被印刷物３３に対してマスクが相対的に大きくなった場合でも、印刷位置ずれを補正し、マスクと被印刷物３３とを正確に位置合わせできる。
【００３４】
上記各実施の形態によれば、マスクと被印刷物との位置合わせが重要となる太陽電池セルウェハやセラミックグリーンシートにスクリーン印刷を行う際の印刷ずれを解消でき、歩留まりを向上できる。歩留まりの向上により、生産効率が向上するため、省エネルギー化を図ることができる。すなわち、少ない消費エネルギーで製品を生産することが可能となる。また、上記各実施の形態の手法で太陽電池セルの表面電極を形成すれば、電極配線の抵抗値（＝損失）を小さくして太陽電池セルの高効率化を図ることができる。
【００３５】
なお、上記の各実施の形態では、スクリーン印刷用の印刷ステージを例として説明したが、本発明は、印刷機の印刷テーブルに限らず、基板や薄いシート状の材料の重ね合わせ作業を行う装置などへの適用も可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１  スキージ
２  ペースト
３  メッシュ
４  ペースト遮蔽部
５  ペースト透過部
６、３３  被印刷物
７  柔軟体
８  ステージ
９  吸着機構
１０  印刷テーブル
１１  柔軟体保持部品
１２  マスク
【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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【図７】
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【図８】
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