(57)【要約】      （修正有）【課題】スキージを用いて所定の位置に開口部を有する印刷マスクからペーストをテーブルに固定した被印刷物の所定の位置に転写する太陽電池セルなどの配線の製造方法において、印刷マスクの開口部における開口面積の大小に関わらず、精度良く安定して印刷することを実現する。【解決手段】スキージ１Ｌ先端の一方の角に円弧状の凹形状を形成し、円弧状の凹形状部８Ｌを含むスキージ１Ｌの先端部分の表面を撥液性を有する膜１０３で被覆して、所望のパターン開口部１２を有する印刷マスク１１にペースト９を充填、転写する際、撥液性を有する膜１０３で被覆した円弧状の凹形状部８Ｌペースト９のローリングを促進し、印刷マスク１１のパターン開口部１２へのペースト９の充填性を促進させて、太陽電池セルなどの配線を製造する。【選択図】図５Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷マスク上に導電性のペーストを供給する供給工程と、
前記印刷マスク上に供給された導電性のペーストをスキージを用いて太陽電池セルの表面に印刷することにより前記太陽電池セルの表面に配線パターンを転写する転写工程と、
前記太陽電池セルの表面に転写された配線パターンを形成する前記導電性のペーストを乾燥させる乾燥工程とを含む太陽電池セルの製造方法であって、
前記転写工程では、前記スキージとして前記印刷マスクと接触する箇所に凹部が形成されて該凹部の内面が前記導電性のペーストに対して撥液性を有するスキージを用いて前記太陽電池セルの表面に前記配線パターンを形成することを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の太陽電池セルの製造方法において、前記印刷マスクは、前記スキージと接触する側に金属メッシュを備え、前記転写工程において前記太陽電池セルの表面に接する側にパターンが形成された乳剤を備え、該乳剤の前記太陽電池セルの表面に接する面が前記導電性のペーストに対して撥液性を有し、前記印刷マスクに前記導電性のペーストを供給した状態で前記スキージを前記太陽電池セルの表面の１か所について１回走査することにより前記太陽電池セルの表面に配線パターンを形成することを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の太陽電池セルの製造方法において、前記乳剤に形成されたパターンは、該パターンの開口部が直線状または格子状になるように配置されるともに、前記開口部内に島状または半島状に形成された前記乳剤による複数のダミーパターンを有することを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
【請求項４】
印刷マスク上に供給された導電性のペーストをスキージを用いて太陽電池セルの表面に印刷することにより該太陽電池セルの基板に形成された貫通孔に導電性のペーストを充填する充填工程を含む太陽電池セルの製造方法であって、
前記充填工程は、
前記スキージとして前記印刷マスクと接触する箇所に凹部が形成されて該凹部の内面が前記導電性のペーストに対して撥液性を有するスキージを用い、前記導電性のペーストを供給した前記印刷マスクを前記太陽電池セルに近接させた状態で前記スキージを前記印刷マスクに接触させながら走査させることにより前記太陽電池セルの基板に設けられた貫通孔に前記基板の表面から裏面にかけて前記導電性のペーストを充填することを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
【請求項５】
請求項４記載の太陽電池セルの製造方法において、前記導電性のペーストを供給した前記印刷マスクを前記太陽電池セルに近接させた状態で前記スキージを前記印刷マスクに接触させながら前記太陽電池セルの表面の１か所について１回走査させることにより、前記太陽電池セルの基板に設けられた貫通孔に前記基板の表面から裏面にかけて前記導電性のペーストを充填することを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
【請求項６】
請求項４又は５記載の太陽電池セルの製造方法において、前記導電性のペーストを供給した前記印刷マスクを前記太陽電池セルに近接させた状態で前記スキージを前記印刷マスクに接触させながら前記太陽電池セル上を走査させることにより、前記基板の表面に形成される配線パターンと前記基板の裏面に形成される配線パターンとに接続する前記導電性のペーストを前記太陽電池セルの基板に設けられた貫通孔に充填することを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
【請求項７】
請求項４又は５記載の太陽電池セルの製造方法において、前記導電性のペーストを供給した前記印刷マスクを前記太陽電池セルの裏面側に近接させた状態で前記スキージを前記印刷マスクに接触させながら前記太陽電池セルの裏面上を走査させることにより、前記基板の裏面にバス電極配線パターンを形成するとともに、前記導電性のペーストを前記太陽電池セルの基板に設けられた貫通孔に前記基板の裏面側から充填させて前記基板の裏面に形成したバス電極パターンと前記基板の表面に形成したグリッド電極配線パターンとを電気的に接続することを特徴とする太陽電池セルの製造方法。
【請求項８】
試料にパターンを印刷する印刷装置であって、
印刷用のマスクを保持するマスク保持手段と、
試料を載置するテーブル手段と、
前記マスクを介して前記テーブル手段に載置された基板に印刷用ペーストのパターンを印刷するスキージを備えたスキージ手段と、
該スキージ手段のスキージを前記マスクに沿って往復移動させるスキージ駆動手段とを備え、
前記マスクの前記試料と対向する面は、前記印刷用ペーストに対して撥液性を有しており、
前記スキージ手段のスキージは、 印刷時に該スキージが前記マスクに押し当てられた状態で前記スキージ駆動手段で駆動されたときに前記マスクとの間に前記印刷用ペーストを溜め込む凹部が形成され、 少なくとも該凹部を含む該スキージ先端部の表面が前記印刷用ペーストに対して撥液性を有している
ことを特徴とする印刷装置。
【請求項９】
請求項８記載の印刷装置において、前記印刷用のマスクは、前記スキージと接触する側に金属メッシュを備え、前記試料に対抗する側にパターンが形成された乳剤を備え、該乳剤の前記太陽電池セルの表面に接する面が前記導電性のペーストに対して撥液性を有していることを特徴とする印刷装置。
【請求項１０】
請求項８記載の印刷装置において、前記マスクの前記試料と対向する面の前記印刷用ペーストに対して撥液性を有している部分、及び、前記スキージの凹部を含む先端部の表面が撥液性を有している部分は、該表面にＳｉＯ２、フッ素樹脂、 炭化水素、フッ素基含有炭化水素のうち少なくとも一種以上の材料からなる膜が形成されていることを特徴とする印刷装置。
【請求項１１】
請求項８記載の印刷装置において、前記マスクの前記試料と対向する面の前記印刷用ペーストに対して撥液性を有している部分、及び、前記スキージの凹部を含む先端部の表面が撥液性を有している部分は、 該表面にダイヤモンドライクカーボンの膜、又はフッ素基含有ダイヤモンドライクカーボンの膜、又はダイヤモンドライクカーボンとフッ素基含有ダイヤモンドライクカーボンとからなる膜が複合して形成された膜のうちの何れかが形成されていることを特徴とする印刷装置。
【請求項１２】
請求項８乃至１１の何れかに記載の印刷装置において、前記試料は太陽電池セルであり、前記印刷用のペーストは導電性ペーストであり、該太陽電池セルの表面に前記導電性ペーストによりグリッド電極配線パターンを印刷することを特徴とする印刷装置。
【請求項１３】
請求項８乃至１１の何れかに記載の印刷装置において、前記試料はバックコンタクト型太陽電池セルであり、前記印刷用のペーストは導電性ペーストであり、前記スキージを前記マスクに押し当てた状態で前記スキージ駆動手段で一方向に駆動することにより、前記バックコンタクト型太陽電池セルの裏面に前記導電性ペーストによりバス電極パターンを印刷すると共に、前記バックコンタクト型太陽電池セルに形成したスルーホールの内部に前記バス電極パターンと前記バックコンタクト型太陽電池セルの表面に形成したグリッド電極配線パターンとを電気的に接続する前記導電性ペーストを充填させることを特徴とする印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被印刷物に対し所定の開口パターンを有する印刷マスクを介して粘性印刷材料を被印刷物にスキージを用いて印刷する印刷装置及びそれを用いた太陽電池セルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリーン印刷とは、インクなどのペースト（印刷剤）をスキージング（スキージでペースト（印刷剤）を押し出すこと）により開口パターンを有する印刷マスクを通過させて被印刷物に所望のパターンを転写する孔版印刷方式の一種であり、ＩＣ基板の回路配線形成や、ＦＤＰ（Flat Display Panel）のパターン形成（電極形成や蛍光体充填）など様々な用途に利用されている。
【０００３】
スクリーン印刷は、例えば、プリント配線基板上への電子部品の実装作業に先行して行われるハンダペーストの印刷にも用いられる。ハンダペーストはハンダ合金粉末と高粘度液状フラックスとを混合してクリーム状にしたものであり、所定の開口パターンを有する印刷マスクを介して基板上に転写される。この印刷には機械的強度等の点で優れた金属製の印刷マスクおよびメタルスキージが広く用いられている。
【０００４】
以下、現行のハンダ印刷について、印刷マスクをメタルマスク、スキージをメタルスキージ、ハンダペーストをペーストと称して説明する。
【０００５】
メタルスキージは、その先端部をメタルマスクの印刷マスク面に対して所定のアタック角度（例えば７０度）に傾斜させた状態で、表面にペーストが供給された印刷マスク面に圧力（印圧）を加えながら印刷方向に摺動させることにより、メタルマスクに形成した開口パターンを介して被印刷物上にペーストによるパターンを転写するものである。
【０００６】
ペースト印刷工程に導入されるプリント配線基板の印刷面には、その前工程において施されたソルダレジストや電極配線等による２０μｍ〜８０μｍ程度の凹凸が存在するため、ステンレス鋼から成る厚さ約１００μｍのメタルマスクは、印刷時にこれらプリント配線基板の凹凸により局所的に上方へと押し上げられメタルマスクとプリント配線基板との間に隙間が形成される。そこで、プリント配線基板の印刷面の凸部により盛り上がったメタルマスクの凸部をメタルスキージが通過すると、両者の間にギャップが生じることになり、印刷不良を引き起こす原因となる。
【０００７】
これを防ぐために、メタルスキージに大きな印圧を加えながら印刷を行わせることにより、上記ギャップを小さく抑制するようにしている。そのため、従来のメタルスキージは、耐摩耗性に優れた特殊鋼（超硬合金）で製造し、その耐久性を高めている。
【０００８】
また、これらの解決策として、特開平１０−１００３７４号公報（特許文献１）には、メタルスキージの印刷方向とは逆側の先端部に、エッチングによりテーパ面を形成し、弾性変形し易くすることにより小さな印圧でも安定した印刷が可能になり、メタルマスクの印刷マスク面に対するダメージを低減することが記されている。
【０００９】
被印刷物の段差による印刷不良解決策およびメタルマスクのダメージ低減策として、メタルスキージの代わりに樹脂製のスキージを用いて印刷する方法が採用されている。
【００１０】
以下、樹脂製のスキージを用いたスクリーン印刷について、印刷マスクをメッシュマスク、スキージをウレタンスキージと称して説明する。
【００１１】
従来のウレタンスキージには、平スキージ、角スキージ、剣スキージ等がある。
【００１２】
平スキージで問題となっているアタック角度を安定化する方法として、実開平３−０５５２３０号公報（特許文献２）に記載されているように、ガラスエポキシ樹脂を支持体としたウレタン製ゴムからなるスキージが提案されている。このスキージは、基端部がホルダに取り付けられる支持体と、該支持体の基端部と対向する先端部に該先端部を覆うように、一体に固着されたスキージ部とからなっている。上記支持体の材質は、弾性復元力を有するガラスエポキシ樹脂製とするとともに、その形状を平板状としている。
【００１３】
また、スキージ部は、その材質をウレタンゴム製としており、スキージングするスキージ先端部と対向するスキージ他端部に幅方向に亙って溝部を設けており、支持体の先端部を狭持するように、一体に固着するようになっている。
【００１４】
この従来例によれば、このような構成のスキージを用い、その基端部側でホルダに固定することにより、印刷マスク面上をスキージングすることができる。この際、長時間に亙ってスキージングしていくと、スキージ部の先端部がインク（ペースト）に含まれる溶剤によって変化（膨潤）しても、支持体の材質をガラスエポキシ樹脂製としているので、スキージ全体の腰力は変化せず、安定してスキージングをすることができる。
【００１５】
また、実開平１−９１５３６号公報（特許文献３）には、スキージに金属製芯材を内蔵させてスキージが曲折変形するのを回避することが記載されている。
【００１６】
印刷に用いられるメタルマスクとして、印刷マスク版枠内の空間にメタル板を配置し、前記メタル板を、このメタル板と前記印刷マスク版枠との間にその全周にわたって設けられたテンションメッシュを介して緊張状態で前記印刷マスク版枠に支持されたコンビネーションメッシュ型のものがある。
【００１７】
この印刷マスクは、前記メタル板に、その上を移動されるスキージの移動エリアに対応する印刷有効領域内に所定のパターンの開口を形成した印刷マスクを製版してスクリーン印刷に使用されるものである。
【００１８】
メタルマスクの下面に被印刷物の上面を対向させ、メタルマスクの上面でスキージを摺動させることによって、メタルマスクに設けられた開口部にペーストを充填した後、メタルマスクから被印刷物を離すことによって印刷材料を被印刷物上へ転写させるのに用いられる。
【００１９】
前記メタル板には、印刷有効領域内に所定のパターンの開口を、レーザ加工、メッキ法、エッチング法などで形成する。
【００２０】
例えば、エッチング法では、前記メタル板の全域にフォトレジストを両面に塗布し、そのレジスト膜を、所定パターンの露光マスクを用いて露光処理した後にエッチング処理することにより形成される。
【００２１】
なお、スクリーン印刷法は、例えば、電子デバイス、プリント配線基板への電極配線の印刷、液晶ディスプレイ用基板への枠状シール材の印刷、プラズマディスプレイ用基板への誘電体層、画素間隔壁や電極配線および蛍光材料の印刷等、様々な印刷に利用されており、前記メッシュマスクの大きさ、つまりメッシュの面積や印刷マスク版枠の寸法およびテンションメッシュの幅等は、その用途に応じて設計されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】特開平１０−１００３７４号公報
【特許文献２】実開平３−０５５２３０号公報
【特許文献３】実開平１−９１５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
ところで、近年の表面実装部品の小型化に伴って、プリント配線板のパッドの面積は小さくなってきており、それに伴って印刷マスクの開口部の面積も小さくなっている。
【００２４】
このように、開口面積の小さい開口部に対して、特許文献１に記載のスキージ、すなわち、エッチングによりテーパ面を形成したメタルスキージでは、ペーストを印刷マスクの開口部に押し込む力が不足するため、プリント配線板のパッドと開口部内のペーストとの接着性が不十分になり、その結果、印刷マスクの開口部にペーストが残ってしまい、プリント配線板のパッドにペーストが印刷（転写）できない、または印刷されたペーストの量が不足するといった不具合が生じる場合がある。
【００２５】
一般的に、メタルスキージは、ウレタン製のゴムスキージに比べて、ペーストを印刷マスクの開口部に押し込む力が弱く、上述した不具合が生じたものと考えられる。
【００２６】
また、一般にメタルスキージの先端部には、高い精度の平坦度・平面度が要求されるのであるが、上述した従来のメタルスキージは、その生産に際して、素材（原材料）も含めて、スキージ先端部の微細加工を放電加工等で行っているので、非常に高コストであるという問題がある。さらに、スキージ先端部には、摩擦抵抗を小さくして安定な印刷を行わせるために、テフロン(登録商標)で広く知られるポリテトラフルオロエチレン等のコーティング処理が施されるのであるが、これもまた、メタルスキージを高コストとしている原因となっている。
【００２７】
さらに、超硬合金製のメタルスキージにより高い印圧でもって摺接作用を受けるメタルマスクの印刷マスク面においては、その傷みは大きく、特に上述したようなプリント配線基板側から盛り上げられた突部において著しい。すなわち、従来のメタルスキージを用いて安定な印刷を行わせるにはメタルマスク側のダメージが大きいという問題がある。
【００２８】
一般的に、スキージはスキージ部とスキージホルダに取り付けられるホルダ取り付け部からなる。スキージホルダは、スキージのホルダ取り付け部を取り付けることにより、スキージを固定する。スキージホルダは、印刷面に対して所定の角度を持っている。このスキージホルダのプリンタベースへの取り付け角度は、所望の角度に調整可能である。
【００２９】
スキージ部がメッシュにスクリーン印刷に適した印圧を与えながら、スクリーン印刷に適した速度でメッシュの表面に沿って移動するよう制御する。スキージ部とメッシュが当接する点には、印圧がかかる。スキージ部とメッシュが当接する点において、メッシュは、被印刷物の表面に向かって押し下げられ印刷マスク上に形成された開口パターンのイメージが被印刷物の表面に印刷される。そのため、高品質のスクリーン印刷を行うには、メッシュが印刷マスク版枠に均等にバランスよく引き延ばされ、ピンと張られていることが重要である。また、スキージと印刷マスクは、線接触することが望ましい。更に、接触する線は、直線であることが望ましい。
【００３０】
スキージは、一定の角度を持って印刷面に当接し、印刷面に対して印圧がかけられている。そのため、スキージの先端部がしなることにより、スキージと印刷面との角度（アタック角度という）が一定の角度を保つことができないという不都合があった。すなわち、従来の平スキージでは、印刷中にアタック角度が変化するという問題点があった。しかし、被印刷物（例えば、前述のプリント配線基板）が凹凸を有しているような場合には、平スキージのしなりによって、その凹凸を追従するというメリットがある。
【００３１】
従来の平スキージにおいては、スキージ部全体が一様の弾性を持っており、腰力がないことから、印刷装置に取り付けるホルダ取り付け部に金属を用いてスキージの形状を安定させ、腰力又は硬度を保たせていた。また、スキージ部全体が一様の弾性を持っていることから、アタック角度を一定に保つことが難しいという欠点があった。
【００３２】
また、従来の角スキージや剣スキージにおいては、機械研磨ができず、印刷面とスキージの当接面の直線性を得ることが難しいという問題点があった。
【００３３】
また、特許文献２に記載のスキージ、すなわち、ガラスエポキシ樹脂を支持体としたウレタン製ゴムからなるスキージ及び特許文献３に記載されている金属製芯材を内蔵させたスキージでは、平スキージで問題となっている全体的なしなりを抑制することが可能であるが、印刷時にスキージの側面をペーストがせり上がるため、ペーストを印刷マスクの開口部に押し込む力が不足し、プリント配線板のパッドと開口部内のペーストとの接着性が不十分になり、その結果、印刷マスクの開口部にペーストが残ってしまい、プリント配線板のパッドにペーストが印刷（転写）できない、または印刷されたペーストの量が不足するといった不具合が生じる場合がある。
【００３４】
一般的に、メッシュマスクを用いたスクリーン印刷は、メタルマスクを用いたスクリーン印刷とは異なり、スキージによる印刷の前に、印刷マスク上（スキージ面側）にスクレッパによるペーストのコートを必要とする。すなわち、ペーストをコートして印刷マスク（メッシュマスク）の開口部内に存在するメッシュを利用してペーストを保持し、スキージによる印刷の際に、ペーストの吐出量を多くすることができる。逆に、メタルマスクは、パターン開口部内に保持する部材が存在しないことから印刷マスク上にペーストをコートすることができない。
【００３５】
メタルマスクを使用する場合には、一方向の動作で印刷が完了するため、印刷にかかる時間は、ペーストのコートを必要とするメッシュマスクに比べ、短くすることが可能である。
【００３６】
メッシュマスクは、印刷マスクと被印刷物との間にクリアランス（隙間）を設けて印刷マスクを被印刷物に近接させ、印刷とほぼ同時に版離れを行うことが可能である。
【００３７】
一方、メタルマスクは、印刷マスクと被印刷物とを密着させて、クリアランス（隙間）を設けることが無いため、印刷後に版離れ工程（印刷マスクと被印刷物とを離す工程）が必要になる。
【００３８】
そこで、メッシュマスクを使用しても、メタルマスクと同様に一方向の動作で印刷を完了させることが重要である。そのためには、スキージ先端に、印刷マスクの開口パターンへの充填性を向上するためのペーストのコートと印刷マスクから被印刷物への転写を行う印刷の機能を同時に満足することが可能な構造および表面状態を有することが課題である。
【００３９】
また、一般的に、ペーストはシェア(せん断力)が加わることにより流動性が良くなることから、ローリングすることにより粘度が低下し、流動性が向上する。スキージを用いて印刷すると同時に、スキージからのペーストの離型性を向上することによりペーストのローリング性を向上し、印刷性（充填性・転写性）を向上することも課題である。
【００４０】
さらに、スキージを用いてペーストを印刷する際、ペーストには印刷マスクと逆側のスキージ側面に沿ってせり上がるため、印刷マスクへのペーストの充填が不足することも課題である。
【００４１】
このような課題を解決しうる特長を併せ持つスキージ先端の構造および表面状態を見出すことが課題である。
【００４２】
また、ペーストはスキージの先端部により、印刷マスクに形成した開口パターンへ充填されるため、スキージの先端部の形状が印刷マスクへのペースト充填性を左右することになるため、充填性を従来のスキージより向上することが可能なスキージ先端の構造および表面状態が課題である。特に、スキージの先端と被印刷物の印刷面とのアタック角度により、ペーストに加わる力の方向が変わるため、印刷マスクに形成した開口パターンへほぼ垂直方向からペーストを充填することが課題である。
【００４３】
一方、スキージには印圧による荷重が加わるため、先端部が変形する。上述のように、ウレタン製の平スキージは、全体的にしなりが生じるため、スキージ先端のアタック角度は非常に小さくなり、被印刷物の段差によりそのアタック角度が変動することになる。アタック角度が変動すると、印刷マスクの開口部への充填性が変わることになるため、充填性のバラツキを低減することが課題である。
【００４４】
印刷対象物によって、印刷マスクには、メタルマスク、メッシュマスク等使い分けを行うことがある。どのような印刷マスクに対しても対応可能なスキージとすることが課題である。
【００４５】
また、印刷物の微細化に伴い、印刷マスクに形成した開口部の大きさが小さくなってきており、その開口部の大きさにより被印刷物へのペーストの転写厚さが少なくなることが懸念される。印刷マスクとしては、印刷後に印刷マスク内の開口パターン部のメッシュおよび乳剤に付着して残存するペーストを極力少なくし、ペーストを被印刷物に所望の量を安定して転写することが課題である。
【００４６】
さらに、印刷対象物によって使用するペーストは異なる。ペーストは固形分と液体分を混合した高粘性物質であり、目的に応じて、その固形分がハンダ組成の粒子、銀粒子、燐片状銀粒子、ニッケルを主成分とする粒子、金属で被覆した樹脂粒子、セラミックス粒子、ガラス粒子のうち少なくとも１種の材料を主成分とするペーストが使用可能なスキージとすることが課題である。
【００４７】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、印刷マスクの開口部における開口面積の大小に関わらず、ペーストを精度良く安定して印刷又は微細なスルーホールパターンの内部に重点することができる印刷装置及びそれを用いた太陽電池セルの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００４８】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００４９】
印刷機へのスキージの取り付けには、印刷方向と逆方向にスキージを傾斜させる場合と、印刷方向にスキージを傾斜させる場合とがある。印刷方向と逆方向にスキージを傾斜させる場合には、ペーストが接するスキージ面の方向とスキージの取り付け角度とが実質的に垂直である。一方、印刷方向にスキージを傾斜せる場合には、ペーストが接するスキージ面の方向とスキージの取り付け角度とが実質的に同じである。
【００５０】
スキージの取り付け方法がいずれの場合においても、スキージを用いて所定の位置に開口部を有する印刷マスクからペーストをテーブルに固定した被印刷物の所定の位置に転写する印刷装置において、スキージ先端の一方の角が円弧状の凹形状を有し、スキージの取り付け角度よりスキージと前記被印刷物の印刷面とのアタック角度の方を小さくすることに特徴がある。
【００５１】
それにより、スキージ先端の円弧状の凹形状部内でペーストが閉じ込められ、スキージング（スキージが印刷マスクのスクリーン面に圧力（印圧）を加えながら印刷方向に摺動させる）による工程でペーストがスキージ先端の円弧状の凹形状に沿ってローリングすることができる。
【００５２】
さらに、少なくとも円弧状の凹形状部を含むペーストが接触するスキージ先端部の表面が撥液性を有していることにより、ペーストとスキージ表面との摩擦力が低減され、ローリング性が向上する。ローリング性が向上すると、シェア速度が大きくなり、ペーストの粘度が低下し、より一層ペーストが流動しやすくなる。
【００５３】
ここで、撥液性を定量化する手法として、基材表面に液滴を落とし、液滴外周部の基材とが接触している点における液滴の角度（接触角）を用いる。接触角が小さいと、基材表面に液滴が濡れ広がった状態を示し、逆に、接触角が大きいと、基材表面に液滴が盛り上がった形状になり、液滴がはじいている状態を示している。
【００５４】
スキージ表面の撥液性は、ペーストに含有する溶剤で評価する必要がある。ペーストに含有する溶剤をスキージ表面に落とし、その接触角が４５度より小さい場合は、スキージの表面に沿って、ペーストが盛り上がり、ローリングする速度が低下する。接触角が４５度以上であれば、スキージ表面の撥液性が向上し、スキージ表面にペーストが濡れ広がりにくくなり、ペーストのローリング性が向上する。接触角は大きいほど良好である。
【００５５】
撥液性を有する膜としては、ペーストに含有する溶剤に溶解するものは好ましくない。ペーストに含有する溶剤に対し抵抗力があり、また、撥液性を有する材料として、ＳｉＯ２、フッ素樹脂、炭化水素、フッ素含有炭化水素が上げられる。
【００５６】
アタック角度を小さくするために、スキージの取り付け角度を小さくすると、印圧を加えるスキージヘッドのハウジングとスキージ先端が印刷マスクと接する箇所とが相対的な位置ずれを生じることになり、印圧がスキージ先端部に有効に加わらなくなる。すなわち、力点に相対的な位置ずれを生じると回転モーメントが働き、この場合には、印圧を高くするほどスキージ先端に印圧とは逆方向の力となる。
【００５７】
そのため、スキージヘッドに印圧を加える方向とスキージ先端部の印刷マスクとの接触点は、同一方向であることが望ましい。
【００５８】
スキージ先端円弧状の凹形状の一方が印刷マスクに接触した状態で、スキージ先端の円弧状の凹形状の他方と印刷マスクとの隙間が使用するペーストの平均粒径の１０倍以上であることに特徴がある。スキージ先端の円弧状の凹形状の他方とは、スキージ先端の円弧状に加工した凹形状で印刷マスクに接していない先端部を意味する。
【００５９】
この先端部と印刷マスクとの隙間は、使用するペーストに含有する固形物の粒子の大きさに関連する。スキージが印刷マスクに接すると、印刷マスクの開口部にペーストを充填するのみではなく、印刷マスクの被印刷物側に吐出する可能性がある。その後、本来印刷に寄与するスキージの先端が印刷マスクの開口部に到達するため、２度印刷した状況を生み出すことになる。
【００６０】
印刷マスクの開口パターン部へのペーストの充填と同様に、ペースト中の固形分の粒径に対し、開口パターン部は少なくとも１０倍以上の大きさが必要である。それより開口パターン部が小さい場合は、ペーストの流動性を阻害することになり、開口パターン部にペースト中の粒子による目詰まりが生じ、良好にペーストを透過させることができなくなる。そのため、スキージと印刷マスクとの隙間は、少なくとも使用するペーストの平均粒径の１０倍以上隙間を開ける必要がある。
【００６１】
一方、スキージ先端部分と印刷マスクとの隙間が小さいほど、ペーストに加わる力が大きくなり、印刷マスクの開口パターン部への充填性が向上する。
【００６２】
このように印刷マスクと接触するスキージ先端部分を特殊形状に加工することにより、ペーストを印刷マスク上に所定量の厚さにコートする機能と、ペーストをローリングする機能と、ペーストを印刷マスクの開口部に充填する機能とを有することが可能である。
【００６３】
ここで、使用するスキージの材質がウレタンを主成分とする樹脂であり、その硬度が８０度以上であることを特徴とする。硬度が低いと、スキージの変形を抑制する支持体をサポートとして使用しても、スキージ先端が印刷時の印圧により変形し、スキージと印刷面とのアタック角度が安定しなくなる。
【００６４】
メタルスキージであれば、非常に硬度が高いものが作成可能であるが、プリント配線基板の印刷面には、その前工程において施されたソルダレジストや電極配線等により形成された凹凸があり、スキージの先端には柔軟性が要求される。
【００６５】
また、太陽電池用セルの表面には、テクスチャーと呼ばれる凹凸が形成され、その上に透明導電膜、透明絶縁層等が成膜されており、透明導電膜、透明絶縁層等の薄膜やテクスチャー保護のため、スキージ先端の柔軟性が要求される。
【００６６】
そこで、スキージに形状保持性と柔軟性を兼ね備えるために、スキージの中心部分に芯材を用いた。芯材は導電性を有するものが良く、特に、ステンレスからなる材料が良好である。芯材は、プラズマ処理による撥液性の膜を形成するための電極として使用することが出来る。
【００６７】
また、本発明の印刷装置に搭載するスキージは、印刷マスクとして、所定の開口部を有する金属板を有することを特徴とする印刷マスク（メタルマスク）が使用可能であり、さらに、その金属板の被印刷物面側に有機物の層を有することを特徴とする印刷マスクが使用可能である。
【００６８】
さらに、本発明の印刷装置に搭載するスキージは、印刷マスクとして、パターン形成エリアが少なくとも金属メッシュと有機物からなる乳剤で構成され、乳剤に所定の開口部を有することを特徴とする印刷マスク（メッシュマスク）が使用可能である。印刷マスクとして、金属メッシュを使用する場合には、有機物からなる柔軟性を有する乳剤で開口部パターンを形成するため、乳剤により金属メッシュを被印刷物から浮かせることができ、スキージによる被印刷物表面へのダメージを低減するとともに、安定した印刷膜厚を形成することが可能である。
【００６９】
また、ここで使用する印刷マスクとしては、ペーストを被印刷物に効率よく転写する必要があり、上記スキージと同様に撥液性を付与することにより被印刷物に効率よく転写することが可能である。
【００７０】
メタルマスクを使用する場合は、印刷後にペーストをメタルマスクの開口部から効率よく転写し、被印刷物に形成した印刷物のにじみを防止する必要があることから、開口パターンを形成した穴壁面および被印刷物側の面に撥液性の膜を形成することが有効である。スキージが接する面にも撥液性を付与しても構わない。
【００７１】
また、メッシュマスクを使用する場合には、印刷後に印刷マスク開口部に露出しているメッシュおよび乳剤の壁面に付着して残存するペーストがあると、被印刷物に転写するペーストの量が安定しなくなることが考えられる。そこでこの問題を解決する方法としては、ペーストが付着すると考えられる印刷マスク開口部に露出しているメッシュおよび乳剤の壁面と、被印刷物側の乳剤面に撥液性を付与することが有効である。被印刷物側の乳剤面に撥液性を付与するのは、被印刷物に形成した印刷物のにじみを防止する必要があるためである。スキージが接する面にも撥液性を付与しても構わない。
【００７２】
即ち、本発明は、試料にパターンを印刷する印刷装置を、印刷用のマスクを保持するマスク保持手段と、試料を載置するテーブル手段と、マスクを介してテーブル手段に載置された基板に印刷用ペーストのパターンを印刷するスキージを備えたスキージ手段と、このスキージ手段のスキージをマスクに沿って往復移動させるスキージ駆動手段とを備えて構成し、マスクの試料と対向する面は、印刷用ペーストに対して撥液性を有しており、スキージ手段のスキージは、印刷時にスキージがマスクに押し当てられた状態でスキージ駆動手段で駆動されたときにマスクとの間に印刷用ペーストを溜め込む凹部が形成され、少なくとも凹部を含むスキージ先端部の表面が印刷用ペーストに対して撥液性を有しているように構成した。
【００７３】
これにより、スキージ先端の印刷マスクと接触する角部に形成した凹形状部を含むスキージの先端部分の表面を撥液性を有する膜で被覆したことにより、所望のパターン開口部を有する印刷マスクにペーストを充填、転写する際、撥液性を有する膜で被覆したスキージの先端部分の凹形状部と印刷マスクとで形成される領域の内部でペーストのローリングを促進することにより、微細なパターンを精度よく印刷できるようにし、かつ、微細なスルーホールへのペーストの充填性を促進させたものである。
【００７４】
また、本発明は、印刷マスク上に導電性のペーストを供給する供給工程と、印刷マスク上に供給された導電性のペーストをスキージを用いて太陽電池セルの表面に印刷することにより太陽電池セルの表面に配線パターンを転写する転写工程と、太陽電池セルの表面に転写された配線パターンを形成する導電性のペーストを乾燥させる乾燥工程とを含む太陽電池セルの製造方法において、転写工程では、スキージとして印刷マスクと接触する箇所に凹部が形成されてこの凹部の内面が導電性のペーストに対して撥液性を有するスキージを用いて太陽電池セルの表面に配線パターンを形成するようにした。
【００７５】
また、上記目的を達成するために、本発明では、印刷マスク上に供給された導電性のペーストをスキージを用いて太陽電池セルの表面に印刷することにより太陽電池セルの基板に形成された貫通孔に導電性のペーストを充填する充填工程を含む太陽電池セルの製造方法において、充填工程は、スキージとして印刷マスクと接触する箇所に凹部が形成されてこの凹部の内面が導電性のペーストに対して撥液性を有するスキージを用い、導電性のペーストを供給した印刷マスクを太陽電池セルに近接させた状態でスキージを印刷マスクに接触させながら走査させることにより太陽電池セルの基板に設けられた貫通孔に導電性のペーストを充填するようにした。
【００７６】
本発明の印刷装置に搭載するスキージを使用する印刷マスクとしては、ここで説明したメタルマスク、メッシュマスクなどに限定するものではない。
【００７７】
本発明は、印刷によりパターンを印刷する装置、例えば、電子デバイス、太陽電池用セル表面への電極配線の印刷、プリント配線基板への電極配線の印刷、液晶ディスプレイ用基板への枠状シール材の印刷、プラズマディスプレイ用基板への誘電体層、画素間隔壁や電極配線および蛍光材料の充填印刷、バックコンタクト型太陽電池用セル貫通穴内への導体材料の充填印刷、半導体凹部開口部内への絶縁性材料の充填印刷、半導体パッド上への高アスペクト導電性ピラー形成印刷、半導体表面への絶縁層形成印刷、再配線印刷等、様々な分野の印刷装置で、従来技術では不可能であった微細なパターンや高アスペクト開口部への充填等の印刷を行うことができる。
【発明の効果】
【００７８】
本発明の印刷装置によれば、印刷マスクの開口部における開口面積の大小に関わらず、ペーストを精度良く安定して印刷することができる。
【００７９】
また、本発明の印刷装置を用いることにより、太陽電池のセルの電極パターンを印刷工程で製造することが可能になる。更に、バックコンタクト型太陽電池セルをスルーホール内部への導電性材料の充填も含めて、表裏両面の電極パターンを印刷工程で製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施例１のスキージを用いて印刷している状況を模擬した断面図である。
【図２】実施例１のスキージに電源接続端子の接続を説明する第一例の平面図である。
【図３】実施例１のスキージを搭載する印刷装置の概略の構成を示すブロック図である。
【図４】実施例１のスキージを搭載する印刷装置で印刷を行う処理の流れを示すフロー図である。
【図５Ａ】実施例１のスキージ機構の概略の構成を示すスキージ機構の側面図である。
【図５Ｂ】実施例１のスキージ機構で印刷したときのマスクに対するスキージの動きとスキージ先端部分におけるペーストの流れの状態を説明する図である。
【図５Ｃ】実施例１のスキージ機構で印刷したときのスキージ先端部分におけるペーストの流れの状態を説明する図である。
【図６】実施例１に使用する１対のスキージ機構の概略の構成を示すスキージ機構の側面図である。
【図７Ａ】実施例１に使用するスキージ機構の先端部分の拡大図である。
【図７Ｂ】実施例１に使用するスキージ機構の先端部分に形成された凹形状部の拡大図である。
【図８】実施例１で評価実験に用いた各種スキージ先端形状の概略図である。
【図９】実施例１の変形例で、スキージの先端部分にマスクと平行な面を形成したスキージの先端形状の概略図である。
【図１０】実施例４に使用するスキージ機構の概略の構成を示すスキージ機構の側面図である。
【図１１】実施例４で評価実験に用いた各種スキージ先端形状の概略図である。
【図１２】実施例４に使用するスキージ機構の先端部分の拡大図である。
【図１３】実施例６で検討する太陽電池セル表面に形成する電極配線概要図である。
【図１４Ａ】実施例６の比較例で太陽電池セル表面に電極配線を印刷するために使用する印刷マスクの被印刷物側から見た局部的に拡大した平面概要図である。
【図１４Ｂ】実施例６の比較例で太陽電池セル表面にバス電極配線を印刷するために使用する印刷マスクの図１４Ａの１４Ａ−Ｘ−１４Ａ−Ｘ’断面図である。
【図１４Ｃ】実施例６の比較例で太陽電池セル表面にグリッド電極配線を印刷するために使用する印刷マスクの図１４Ａの１４Ａ−Ｙ−１４Ａ−Ｙ’断面図である。
【図１５】実施例６の比較例に示すグリッド電極配線の印刷状況を説明するプロセス概要図である。
【図１６】実施例６の比較例に示すバス電極配線の印刷状況を説明するプロセス概要図である。
【図１７Ａ】実施例６の本実施例で太陽電池セル表面に電極配線を印刷するために使用する印刷マスクの被印刷物側から見た局部的に拡大した平面概要図である。
【図１７Ｂ】実施例６の本実施例で太陽電池セル表面にバス電極配線を印刷するために使用する印刷マスクの図１７Ａの１７Ａ−Ｘ−１７Ａ−Ｘ’断面図である。
【図１７Ｃ】実施例６の本実施例で太陽電池セル表面にグリッド電極配線を印刷するために使用する印刷マスクの図１７Ａの１７Ａ−Ｙ−１７Ａ−Ｙ’断面図である。
【図１８】実施例６の本実施例に示すグリッド電極配線の印刷状況を説明するプロセス概要図である。
【図１９】実施例６の本実施例に示すバス電極配線の印刷状況を説明するプロセス概要図である。
【図２０】実施例７で検討するバックコンタクト型太陽電池セル表面に形成する電極配線概要図である。
【図２１】実施例７で検討するバックコンタクト型太陽電池セル断面の表裏面コンタクト用の貫通孔を説明するための局部的に拡大した断面概要図である。
【図２２】実施例７の比較例に示す貫通孔へのペースト充填印刷状況を説明するプロセス概要図である。
【図２３】実施例７の本実施例で貫通孔へのペーストの充填性を検討するペースト吐出性評価治具の斜視概要図である。
【図２４Ａ】実施例７の比較例で、従来のスキージを用いてペースト吐出性評価治具へスクリーン印刷した結果を示すペースト吐出性評価治具の一部を拡大した正面図である。
【図２４Ｂ】実施例７において本発明によるスキージを用いてペースト吐出性評価治具へスクリーン印刷した結果を示すペースト吐出性評価治具の一部を拡大した正面図である。
【図２５Ａ】実施例７におけるバックコンタクト型太陽電池セルの両面に配線パターンを形成すると共に、スルーホール内にペーストを充填させることにより両面の配線パターンを電気的に導通させるスクリーン印刷のプロセスのうち、裏面電極であるバス電極パターン形成とスルーホール内部にペーストを充填させる工程を説明する図である。
【図２５Ｂ】実施例７におけるバックコンタクト型太陽電池セルの両面に配線パターンを形成すると共に、スルーホール内にペーストを充填させることにより両面の配線パターンを電気的に導通させるスクリーン印刷のプロセスのうち、内部にペーストを充填させたスルーホールに接続する表面電極であるグリッド電極パターンを形成する工程を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００８１】
本発明は、スキージを用いて所定の位置に開口部を有する印刷マスクからペーストをテーブルに固定した被印刷物の所定の位置に転写する印刷装置において、微細なパターンを精度良く安定して印刷でき、かつ、微細なスルーホールの内部にも確実にペーストを充填できる印刷を実現するために、スキージ先端部分の印刷マスクと接触する部分を凹形状に形成し、この凹形状部を含むスキージの先端部分の表面を撥液性を有する膜で被覆して、所望のパターン開口部が形成された印刷マスクにペーストを充填させて、被印刷物の所定の位置に転写する際、撥液性を有する膜で被覆したスキージの先端部分の凹形状部と印刷マスクとで形成される領域の内部でペーストのローリングを促進することにより、微細なパターンを精度よく印刷できるようにし、かつ、微細なスルーホールへのペーストの充填性を促進させるようにしたものである。以下に、具体的な例を挙げて本発明を説明する。
【００８２】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。  
【００８３】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でも良い。  
【００８４】
本実施の形態を説明するための全図において同一機能を有するものは同一の符号を付すようにし、その繰り返しの説明は原則として省略する。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００８５】
実施例１に係るスキージ１の構成を、図１を用いて説明する。図１は本実施例１のスキージ１を用いて印刷している状況を模擬した断面図である。図１は簡素化のために、印刷装置にスキージ１を固定するホルダ、印刷マスク１１に形成されている開口部などの表記を省略している。
【００８６】
スキージ１は、芯材１０２の周囲にウレタン樹脂１０１で覆われ、その表面に撥液性の膜１０３が形成されている。また、スキージ１の先端には、円弧状の凹形状部８が形成されている。印刷する際には、スキージ１に印圧が付与され、印刷マスク１１の印刷マスク表面５に押し付けられた状態で、スキージ１を印刷方向２に動作することにより、ペースト９を印刷することが出来る。
【００８７】
本実施例１のスキージ１の製造方法の一例を説明する。  
まず、前工程として、スキージ１の基となる構造物を作成する。  
所定の寸法に加工された金型を用い、芯材１０２となるステンレスの角材をセットし、ウレタン樹脂１０１の原料となる溶液を金型に流し込む。適正な温度プロファイルで熱を加え、ウレタン樹脂１０１を硬化させる。温度が下がった段階で、金型からスキージ１を取り出すことにより、芯材１０２の周りにウレタン樹脂１０１が形成されたスキージ１の構造物を作製した。このようにして、硬度が８０度以上のウレタン樹脂１０１を形成する。一例として、スキージ先端を所定の形状（円弧状の凹形状部８）になるように、スキージ研磨機で加工を施す。予備のため、スキージ先端への所定の形状（円弧状の凹形状部８）の研磨は、スキージ１の対角にも形成する場合がある。
【００８８】
スキージ表面の撥液処理の一例として、炭化水素の膜を形成する方法を説明する。  
炭化水素の膜は、プラズマ処理により行う。まず、前工程にて作製したスキージ１に、マスキングを行い、炭化水素の膜を成膜する箇所のみを露出させる。
【００８９】
図２に、一例として芯材１０２を内蔵したスキージ１に電源接続端子を接続する方法を説明するための第一例の平面図である。図２は簡素化のために、電源接続端子、マスキングなどの表記を省略している。スキージ１の長手方向の両端に露出した芯材１０２に形成した電源接続端子を接続するための穴１０４に電源接続端子（図示せず）を取り付け、図示していない成膜装置チャンバー内に入れて材料ガスとして含炭素化合物ガスを導入した状態で電源接続端子を介して芯材１０２に高周波電力を印加する。これにより成膜装置のチャンバー内にプラズマが発生してウレタン樹脂１０１の表面にダイヤモンドライクの炭化水素の膜（ダイヤモンドライクカーボン膜）が形成される。芯材１０２に形成した電源接続端子を接続するための穴１０４は、電源を導入することが出来れば構わないため、片側のみでも良い。
【００９０】
このようにして、スキージ１のウレタン樹脂１０１の表面に撥液性の膜１０３であるダイヤモンドライクカーボンを形成した。
【００９１】
実施例１に係るスキージ１を搭載する印刷装置１００の構成を、図３を用いて説明する。図３は本実施例１のスキージ１を搭載した印刷装置１００の正面図である。図３は簡略化のために、装置の架台や側壁、支柱、支持部材などの表示を省略している。
【００９２】
印刷装置１００は、印刷マスク部１１０、被印刷物支持テーブル部２３、１対のスキージ部１２０Ｌと１２０Ｒ、スキージ駆動機構部１３０、および制御部２１を備えている。
【００９３】
印刷マスク部１１０は、被印刷物（例えばプリント配線基板）６の所望の回路パターンに対応して穿設されたパターン開口部が設けられたメタルマスク１１と、メタルマスク１１を囲むテンションメッシュで緊張状態を保持した平面視矩形状の版枠２２と、この版枠を支持する支持部材１１１とを備えて構成されている。被印刷物支持テーブル部２３は、被印刷物６を載置するテーブル２３１、テーブル２３１に載置された被印刷物６を固定するチャック部２３２、テーブル２３１を上下に駆動する上下駆動部２３３を備えている。スキージ部１２０Ｌは、スキージ１Ｌ、スキージホルダ３Ｌ、スキージホルダ固定治具１６Ｌ、スキージヘッド１５Ｌエアシリンダ２４Ｌを備えている。スキージ部１２０Ｒも同様に、スキージ１Ｒ、スキージホルダ３Ｒ、スキージホルダ固定治具１６Ｒ、スキージヘッド１５Ｒおよびエアシリンダ２４Ｒを備えている。
【００９４】
エアシリンダ２４Ｌと２４Ｒとは支持部材２５に固定されており、エアシリンダ２４Ｌと２４Ｒとそれぞれ接続しているスキージ部１２０Ｌとスキージ部１２０Ｒとを上下に駆動する。また、支持部材２５は、駆動軸２７と係合している軸受け部２６Ｌと２６Ｒとで支持されている。駆動軸２７はボールねじで構成され、モータ３０で回転駆動されることにより駆動軸２７と係合している軸受け部２６Ｌと２６Ｒとが図の左右方向に移動し、スキージ部１２０Ｌとスキージ部１２０Ｒとがガイド軸２８に沿って図の左右方向に移動する。駆動軸２７とガイド軸２８とは、左右１対の固定板２９Ｌと２９Ｒとで支持されている。
【００９５】
制御部２１は、印刷装置１００の各部の動作を制御する。まず、制御部２１からの制御信号で１対のエアシリンダ２４Ｌと２４Ｒとを駆動するエアシリンダ駆動部３１を制御することにより、１対のエアシリンダ２４Ｌと２４Ｒとをそれぞれ駆動する。また制御部２１からの制御信号により、モータ３０のドライバ部３２を制御してモータ３０を正逆方向に回転させる。更に、制御部２１からの制御信号により、被印刷物支持テーブル部２３のチャック部２３２を駆動するチャック駆動部３４を制御してテーブル２３１に載置された被印刷物６を固定するチャック部２３２の開閉動作を行わせる。更にまた、制御部２１からの制御信号により被印刷物支持テーブル部２３の上下駆動部２３３を駆動するテーブル駆動部３３を制御して、テーブル２３１を上下に移動させる。更にまた、制御部２１からの制御信号により被印刷物支持テーブル部２３のチャック２３２の駆動部３４を制御してチャック２３２の開閉を行う。
【００９６】
以上の構成を備えた印刷装置の動作について図４のフロー図を用いて説明する。  
まず、図示していない搬送手段により被印刷物６を搬送して被印刷物支持テーブル２３上に載置し（Ｓ２０１）、チャック部２３２で被印刷物６を被印刷物支持テーブル２３上に固定して保持する。次に、テーブル駆動部３２で上下駆動部２３３を駆動してテーブル２３１を上昇させ（Ｓ２０２）、被印刷物６を印刷マスク部１１０のメタルマスク１１に密着させる。次にエアシリンダ駆動部３１でエアシリンダ２４Ｌを駆動してスキージヘッド１５Ｌを下降させ（Ｓ２０３）、スキージ１Ｌをメタルマスク１１に密着させる(Ｓ２０４)。このとき、１対のスキージ部１２０Ｌと１２０Ｒとは、図３の左端の部分に位置している。
【００９７】
次に、この状態で図示していないペースト供給手段によりスキージ１Ｌの近傍にペーストを供給する（Ｓ２０５）。ペーストが供給されたら、ドライバ部３２を制御してモータ３０を駆動し、ボールねじで構成された駆動軸２７を回転させることにより１対のスキージ部１２０Ｌと１２０Ｒとその先端に取り付けたスキージ１Ｌをメタルマスク１１に押し付けた状態でメタルマスク１１に沿って図３の左側から右側に向けて移動させることによりペーストによるメタルマスク１１のパターンを被印刷物６上に印刷する（Ｓ２０６）。スキージ１Ｌが所定の距離移動した後、ドライバ部３２はモータ３０の駆動を停止してスキージ１Ｌの移動を停止させる。
【００９８】
次にエアシリンダ駆動部３１でエアシリンダ２４Ｌを駆動してスキージヘッド１５Ｌを上昇させ（Ｓ２０７）、スキージ１Ｌをメタルマスク１１から引き離す。次に、テーブル駆動部３３で上下駆動部２３３を制御してテーブル２３１を下降させ（Ｓ２０８）、チャック部２３２で保持された被印刷物６をメタルマスク１１から引き剥がす。テーブル２３１が下降端に達したら上下駆動部２３３によるテーブル２３１の加工は停止し、チャック駆動部３４を制御して被印刷物６を保持しているチャック部２３２を開放し、図示していないハンドリング手段により被印刷物６をテーブル２３１から取り外す（Ｓ２０９）。この取り出した基盤が処理する最後の基板であるか否かを判定し（Ｓ２１０）、最後の場合には処理を終了する。
【００９９】
一方、次に処理する基板が有る場合には、Ｓ２０１からの処理フローを再び実行する。ただし、この場合には、Ｓ２０３でスキージヘッド１５Ｒを下降させ、Ｓ２０４、Ｓ２０６、Ｓ２０７ではスキージ１Ｌを１Ｒに置き換えた処理を行う。また、メタルマスク１１に密着させたスキージ１Ｒを図１の右側から左側に向けて移動させてスクリーン印刷を行う。このように、スキージ１Ｌと１Ｒとを交互に用いてスクリーン印刷を行うことにより供給されたペーストは常にメタルマスクと密着しているスキージの進行方向に対して前方に有ることになり、ペーストを有効に使うことができる。
【０１００】
つぎに、１対のスキージ部１２０Ｌと１２０Ｒとの構成について、いくつかの具体例を説明する。
【０１０１】
まず、スキージ部１２０Ｌの構造の第１の例について、図５Ａを用いて説明する。なお、スキージ部１２０Ｒの構造はスキージ部１２０Ｌと対象になっているだけで、基本的には同じ構造になっている。スキージ１Ｌは、印刷方向２に対し逆方向に傾斜するようにスキージホルダ３Ｌにスキージホルダ押さえ板４Ｌによって固定される。スキージホルダ３Ｌには、スキージ１Ｌを印刷マスク表面５、被印刷物６の印刷面或いは被印刷物支持テーブル（図３の２３１）の被印刷物支持面(上面)に対して所定角度に傾斜して支持するためのスキージ取り付け面７Ｌが設けられている。スキージ１Ｌには、その先端部の印刷マスク（メタルマスク）１１と接する方の角に円弧状の凹形状部８Ｌが形成されている。
【０１０２】
印刷する際には、ペースト９は最初にスキージ１Ｌの取り付け面７Ｌの角度と本質的に垂直なスキージのペースト初期接触面１０Ｌに接触し、メタルマスク１１上にペースト９をコートすると同時に、メタルマスク１１に形成された印刷マスク開口部１２にペースト９が挿入される。さらに、スキージ先端の円弧状の凹形状部８Ｌでペースト９がローリングし、メタルマスク１１に形成された印刷マスクのパターン開口部１２を介して被印刷物６上の電極パッド１３に到達するまでペースト９が充填される。被印刷物６には、ソルダレジスト１４により電極パッド１３の所定パターン開口以外をカバーしている。
【０１０３】
スキージ１Ｌ先端の表面に撥液性の膜１０３が形成された円弧状の凹形状部８Ｌでペースト９がローリングして印刷マスクのパターン開口部１２を介して被印刷物６上の電極パッド１４に到達することについて、図５ＢおよびＣを用いて詳細に説明する。
【０１０４】
先ず、図５Ｂを用いて、スキージ１Ｌをメタルマスク１１に押し当てながら矢印２の方向に移動させたときに、ペースト９がスキージ先端の表面に撥液性の膜１０３が形成された円弧状の凹形状部８Ｌからメタルマスク１１に形成された印刷マスクのパターン開口部１２を介して被印刷物６上の電極パッド１３上に充填される様子を（ａ）〜（ｅ）まで時系列的に並べて模式的に説明する。
【０１０５】
（ａ）は、スキージ１Ｌ先端の表面に撥液性の膜１０３が形成された円弧状の凹形状部８Ｌが、まだメタルマスク１１に形成された印刷マスクのパターン開口部１２に到達する前の状態を示している。スキージ１Ｌの先端の角部８１Ｌがメタルマスク１１の表面５に押し当てられた状態で矢印２の方向に移動すると、スキージ１Ｌの進行方向前面に供給されたペースト９はスキージ１Ｌのペースト初期接触面１０Ｌで押されてスキージ１Ｌと同じ方向に移動し、一部がスキージ１Ｌ先端の表面に撥液性の膜１０３が形成された円弧状の凹形状部８Ｌの先端のメタルマスク１１の側に突き出している角部８２Ｌとメタルマスク１１との間の隙間Ｇから円弧状の凹形状部８Ｌの内側に入り込み(イ)、メタルマスク１１の表面５に押し当てられているスキージ１Ｌの先端の角部８１Ｌに突き当たって上方に逃げ（ロ）、更に表面に撥液性の膜１０３が形成された円弧状の凹形状部８Ｌの上面に沿って隙間Ｇからスキージ１Ｌのペースト初期接触面１０Ｌの側に押出される（ハ）。
【０１０６】
スキージ１Ｌが矢印の方向に更に進んで（ｂ）のようにスキージ１Ｌ先端の円弧状の凹形状部８Ｌの先端の角部８２Ｌがメタルマスク１１に形成された印刷マスクのパターン開口部１２の上方に到達すると、表面に撥液性の膜１０３が形成された円弧状の凹形状部８Ｌの上面に沿って隙間Ｇからスキージ１Ｌのペースト初期接触面１０Ｌの側に押出されていたペーストの一部が印刷マスクのパターン開口部１２に押し込まれる（ニ）。
【０１０７】
スキージ１Ｌが矢印の方向に更に進んで（ｃ）のようにスキージ１Ｌ先端の円弧状の凹形状部８Ｌがメタルマスク１１に形成された印刷マスクのパターン開口部１２の上方に到達すると、ペーストを印刷マスクのパターン開口部１２に押し込み力が作用しなくなり、（ａ）の状態と同じようにスキージ１Ｌ先端の円弧状の凹形状部８Ｌの先端の角部８２Ｌとメタルマスク１１との間の隙間Ｇから円弧状の凹形状部８Ｌの内側に入り込んだペースト９は表面に撥液性の膜１０３が形成された円弧状の凹形状部８Ｌの上面に沿って隙間Ｇからスキージ１Ｌのペースト初期接触面１０Ｌの側に押出される（ハ）。
【０１０８】
スキージ１Ｌが矢印の方向に更に進んで（ｄ）のようにメタルマスク１１に押し付けられているスキージ１Ｌ先端の円弧状の凹形状部８Ｌの角部８１Ｌが印刷マスクのパターン開口部１２の上方に到達すると、表面に撥液性の膜１０３が形成された円弧状の凹形状部８Ｌの内部で角部８１Ｌに突き当ったペーストの一部は印刷マスクのパターン開口部１２に押し込まれ（ホ）、残りは上方に逃げて（ロ）、円弧状の凹形状部８Ｌの上面に沿って隙間Ｇからスキージ１Ｌのペースト初期接触面１０Ｌの側に押出される（ハ）。
【０１０９】
スキージ１Ｌが矢印の方向に更に進んで（ｄ）のように、スキージ１Ｌ先端の円弧状の凹形状部８Ｌの角部８１Ｌが印刷マスクのパターン開口部１２を通り過ぎるとパターン開口部１２によるスクリーン印刷は、終了する。
【０１１０】
ここで、図５Ｂの（ｂ）においてペーストが表面に撥液性の膜１０３が形成された円弧状の凹形状部８Ｌの内部でローリングしてその一部が印刷マスクのパターン開口部１２の内部に押し込められる状態について図５Ｃを用いて更に詳しく説明する。
【０１１１】
図５Ｃでは、スキージ１Ｌ先端の表面に撥液性の膜１０３が形成された円弧状の凹形状部８Ｌにおけるペースト９のスキージ１Ｌとの相対的な位置の変化を、矢印で示す。なお、図５Ｃにおいてペースト９の動きを示す矢印に付した（イ）〜（ト）は、図６Ｂに記載した（イ）〜(ホ）とは直接的には関連しない。
【０１１２】
スキージ１Ｌの下端のエッジ部８１Ｌがメタルマスク１１に押し付けられた状態で、スキージ駆動機構１３０で駆動されて矢印２の方向に進むとき、スキージ１Ｌの前方に供給されたペースト９は、（イ）の位置からスキージ１Ｌに形成された凹部８Ｌのメタルマスク１１と接触している側と反対側の端部８２Ｌとメタルマスク１１との間の隙間Ｇから表面に撥液性の膜１０３が形成された凹部８Ｌの内部に入り込む（ロ）。
【０１１３】
スキージ１Ｌが更に矢印２の方向に進むと、凹部８Ｌの内部に入り込んだペースト９は凹部８Ｌの端部８１Ｌがメタルマスク１１と接触しているために端部８１Ｌで上方に押し上げられ（ハ）、逆方向に押し戻される（ニ）。
【０１１４】
スキージ１Ｌが更に矢印２の方向に進むと、ペースト９は凹部８Ｌの壁面に形成された撥液性の膜１０３に沿って端部８２Ｌの方向に下向きに流れ（ホ）、端部８２Ｌの先端部で更に下向きに流れてその一部はメタルマスク１１に形成された開口部１２の内部に押し込まれて（ヘ）、開口部１２の内部がペースト９で充填され、被印刷物６上の電極パッド１３と接続する。
【０１１５】
開口部１２に入りきれなかったペースト９は端部８２Ｌとメタルマスク１１との隙間Ｇからスキージのペースト初期接触面１０Ｌの側に排出される（ト）。即ち、凹部８Ｌの内部に入り込んだペースト９が凹部８Ｌの内部でローリングして再び凹部８Ｌの外部に排出される。
【０１１６】
このようにして、スキージ１Ｌが矢印２の方向に進むときにスキージ１Ｌに形成された凹部８Ｌの端部８２Ｌとメタルマスク１１との間の隙間Ｇから凹部８Ｌの内部に入り込んだペースト９は、表面に撥液性の膜１０３が形成された凹部８Ｌの内部でローリングして端部８２Ｌとメタルマスク１１との間の隙間Ｇから凹部８Ｌの外側に排出されるときに、その一部がメタルマスク１１に形成された開口部１２の内部に押し込まれることにより、開口部１２の内部に確実にペーストが充填される。
【０１１７】
印刷に用いられる印刷マスク１１０は、印刷マスク版枠２２内の空間にメタル板１１を配置し、前記メタル板１１を、このメタル板１１と前記印刷マスク版枠２２との間にその全周にわたって設けられたテンションメッシュ(図示せず)を介して緊張状態で前記印刷マスク版枠２２に支持されたコンビネーションメッシュ型のものである。
【０１１８】
この印刷マスク１１０は、前記メタル板１１に、その上を移動されるスキージ１Ｌの移動エリアに対応する印刷有効領域内に所定のパターンの開口１２を形成し、製版して印刷に使用されるものである。
【０１１９】
本実施例１のスキージを搭載する印刷装置１００におけるスキージ機構について、図６を用いて説明する。図５Ａで説明したように、スキージ１Ｌを固定したスキージホルダ３Ｌは、スキージヘッド１５Ｌに固定され、独立して移動する対を成す他方のスキージヘッド１５Ｒが対向するように設置さられている。スキージヘッド１５Ｌと１５Ｒとは、メタルマスク１１の表面５とスキージ１Ｌおよび１Ｒとの所定のアタック角を得るために、スキージホルダ取付け角度設定治具２０Ｌおよび２０Ｒを用いて角度を設定し、スキージホルダ３Ｌおよび３Ｒをスキージホルダ固定治具１６Ｌおよび１６Ｒによって固定する。
【０１２０】
印刷装置１００に搭載する本実施例１のスキージ先端構造について、スキージ１Ｌを例にとって図８Ａを用いて説明する。スキージ１Ｌは、スキージホルダ３Ｌ（図４参照）に取り付け角１７（水平方向に対する角度）で取り付けられている。本実施例１では、スキージ１Ｌのスキージホルダ３Ｌへの取り付け角１７は３０°から４５°の間に設定した。
【０１２１】
スキージ１Ｌの先端部には、印刷マスク１１と接する方の角部８１に円弧状の凹形状部８Ｌが形成されている。この円弧状の凹形状部８Ｌは、スキージ１Ｌが取り付け角１７Ｌでスキージホルダ３Ｌに取り付けられた状態で角部８１を印刷マスク１１と接触させたときに、円弧状の凹形状部８Ｌの印刷マスク１１の側に突き出ている他端８２Ｌと印刷マスク１１の表面５との間にギャップＧが生じるように形成されている。
【０１２２】
図５Ｂおよび図５Ｃを用いて説明したように、表面に撥液性の膜１０３が形成された円弧状の凹形状部８Ｌの内部でローリングしたペースト９が円弧状の凹形状部８Ｌの他端８２Ｌと印刷マスク１１の表面５との間のギャップＧを通ってスキージ１Ｌのペースト初期接触面１０Ｌの側に排出されるときにスキージ１Ｌに押し付ける力を発生させるためには、ギャップＧを通るときにペースト９に下向きの流れを作る必要がある。そのためには、円弧状の凹形状部８Ｌの他端８２Ｌの条件として、図８Ｂに示した他端８２Ｌにおける円弧状の凹形状部８Ｌの接線のメタルマスク１１の表面５に対する角度θＬが５度から８０度の範囲の値になるように円弧状の凹形状部８Ｌを形成すればよい。
【０１２３】
スキージ１Ｌのスキージホルダ３Ｌへの取り付け角１７Ｌの角度と本質的に垂直なスキージのペースト初期接触面１０Ｌと印刷マスク表面５（スキージ接触面）、被印刷物６の印刷面或いは被印刷物支持テーブル２３１の被印刷物６支持面との角度はペースト初期接触面角１８Ｌである。本実施例１では、ペースト初期接触面角１８Ｌは４５°から６０°の間である。
【０１２４】
一方、スキージ１Ｌが印刷マスク１１と接する位置８１Ｌにおいて、スキージ１Ｌと印刷マスク表面５のスキージ接触面との角度はアタック角１９Ｌである。本実施例１では、アタック角１９Ｌを振って印刷状況を検証した。
【０１２５】
ペースト初期接触面角１８Ｌを用いて、印刷マスク１１の表面５上にペースト９をコートすると同時に、印刷マスク１１に形成されたパターン開口部１２にペースト９を挿入することができる。さらに、スキージ１Ｌの先端の表面に撥液性の膜１０３が形成された円弧状の凹形状部８Ｌの内側でペースト９が強制的にローリングし、ペースト９に印刷マスク１１に形成されたパターン開口部１２に対して垂直方向に力が加わり、アタック角１９Ｌで印刷マスク１１に形成されたパターン開口部を介して被印刷物６上の電極パッド１３に到達するまでペースト９を充填することができる。
【０１２６】
本実施例のスキージ１Ｌの特徴は、スキージ１Ｌの先端に表面に撥液性の膜１０３が形成された円弧状の凹形状部８Ｌを有し、ペースト初期接触面角１８Ｌに比べアタック角１９Ｌが小さいことにある。なお、スキージ１Ｒについても先端に表面に撥液性の膜１０３が形成された円弧状の凹形状部８Ｒを設けることにより、スキージ１Ｌの場合と同様の効果を得ることができる。
【０１２７】
実施例１の検証実験で使用するペーストとして、（Ａ）：ＬＦ−２０４−１５（（株）タムラ化研製、ハンダ粒子の粒径：１〜１２μｍ）および（Ｂ）：Ｍ７０５−ＢＰＳ７−Ｔ１Ｊ（千住金属工業（株）製、ハンダ粒子の粒径：１〜６μｍ）を用い、ウレタンを主成分とする樹脂のスキージを用いて、印刷マスク１１に、厚さ７０μｍのメタル板に直径５０μｍ〜２００μｍのパターン開口部１２を形成したメタルマスクを使用してスクリーン印刷を行った。
【０１２８】
印刷方向と逆方向にスキージ１を傾斜させており、スキージ１のスキージホルダ取り付け角は３０°から４５°の間で、ペースト初期接触面角１８（スキージが先行してペーストに接するスキージ面の方向の角度）は４５°から６０°の範囲とした。
【０１２９】
また、検証に用いるスキージとしては、同一形状で、本実施例で作製した表面に撥液性の膜１０３が形成されて撥液性を付与したスキージと表面に撥液性の膜が形成されておらず撥液処理をしていないスキージを用いて、比較検討した。
【０１３０】
パターン開口部１２において、図５Ａに示すように直径がＤで深さがＨのパターン開口部１２の壁面の面積（πＤＨ）をパターン開口部の面積（πＤ２/４）で割った値（４Ｈ/Ｄ）が印刷難易度指標である。すなわち、この印刷難易度指標が２．８以上でペーストの良好な転写ができることを目標とした。
【０１３１】
実験の結果、ペーストとして、上記した（Ａ）を使用した場合には、印刷マスク１１と接しない方のスキージ先端部８２Ｌと印刷マスク表面５との隙間Ｇが０．１２ｍｍより狭くなると、ペースト９がスキージ先端に形成した円弧状の凹形状部８内に流動することを阻害し、転写するペースト量が少なくなった。この現象は、撥液処理をしていないスキージで印刷した場合の方がより顕著に現れた。
【０１３２】
また、ペーストとして上記した（Ｂ）を用いた場合には、印刷マスク１１と接しない方のスキージ先端部８２と印刷マスク表面５との隙間Ｇが０．０６ｍｍより狭くなると、ペースト９がスキージ先端に形成した円弧状の凹形状部８内に流動することを阻害し、転写するペースト量が少なくなった。この現象についても、撥液処理をしていないスキージで印刷した場合の方がより顕著に現れた。
【０１３３】
一方、印刷マスク１１と接しない方のスキージ先端部８２Ｌと印刷マスク表面５との隙間Ｇが１ｍｍより広くすると、印刷時にスキージ先端に形成した円弧状の凹形状部８内にペーストを閉じ込めることができなくなり、円弧状の凹形状部８内から漏れ出し、印刷マスク１１のパターン開口部１２に充填するペースト９に加わる力が弱まることから充填量および転写量が不足した。この現象についても、撥液処理をしていないスキージで印刷した場合の方がより顕著に現れた。
【０１３４】
ただし、この隙間Ｇが１ｍｍというのは、スキージ先端に形成した円弧状の凹形状部８の形状によるものであって、実験に用いたスキージ１の場合には１ｍｍが限界であったが、隙間Ｇを１ｍｍ以上にしても円弧状の凹形状部８の先端部８２の接線の方向が印刷マスク表面５の方向に向いて円弧状の凹形状部８の内部にペースト９を一部閉じ込める空間ができていれば、円弧状の凹形状部８内にペーストを閉じ込めることができ、十分な量の充填および転写を行うことができる。
【０１３５】
この実験の結果から、スキージ先端に形成した円弧状の凹形状部８Ｌの一方８１Ｌが印刷マスク表面５に接触した状態で、スキージ先端の円弧状の凹形状部８Ｌの他方８２Ｌと印刷マスク表面５との隙間Ｇが使用するペーストの平均粒径の１０倍以上であることが必要であることがわかる。スキージ先端の円弧状の凹形状部８Ｌの他方とは、スキージ先端の円弧状に加工した凹形状で印刷マスク表面５に接していない先端部８２Ｌを意味する。
【０１３６】
いずれの場合においても、本実施例で作製した撥液性を付与したスキージの方が、撥液処理をしていないスキージに比べ、転写量が多くなった。これは、スキージ先端に形成した円弧状の凹形状部８のスキージ面が撥液性を有しているため、ペースト９のローリング性を阻害することが無く、ペースト９の粘度が低い状態に保てたことが要因であると考えられる。
【０１３７】
また、比較例として図８に示すような、スキージ先端に加工を加えていないスキージおよび直線状の斜め研磨加工を施したスキージを用いた際の印刷実験も行った。この場合においても、同一形状で、撥液性を付与したスキージと撥液処理をしていないスキージを用いて、比較検討した。
【０１３８】
その結果、図８の(ｂ)に示した先端部分の加工を施していないスキージを用いて場合は、パターンの開口部１２の径が１５０μｍ以上でないと良好なパターン印刷ができなかった。撥液性を付与したスキージでは、スキージ表面におけるペースト９の滑りが良くなり、印刷マスク１１の開口部１２への充填量が低下し、撥液性を付与していないスキージより印刷性が悪化し、１８０μｍ以上でないと良好なパターン印刷ができなかった。
【０１３９】
また、図８の（ｃ）に示したように先端部を加工したスキージを用いた場合は、パターンの開口部１２の径が１２０μｍ以上でないと良好なパターン印刷ができなかった。この場合には、撥液性を付与したスキージでも、スキージ表面におけるペースト９の滑りが良くなったにも拘らず、印刷マスク１１の開口部１２への充填量が良好で、撥液性を付与していないスキージと同等の印刷性が得られたが、１２０μｍ以上でないと良好なパターン印刷ができなかった。
【０１４０】
一方、図８（ｄ）のように、複数の面で凹形状を形成したスキージを用いて印刷をした場合、図８（ａ）に示した本実施例による断面を円弧で凹形状を形成したスキージを用いて印刷をした場合とほぼ同等の結果が得られ、メタルマスクに形成した直径５０μｍ〜２００μｍのパターン開口部１２の全てのパターンを良好にスクリーン印刷することができた。撥液性を付与したスキージの方が、撥液処理をしていないスキージに比べ、転写量が多く、転写量のばらつきが小さくなったことから、さらに良好であった。
【０１４１】
このように、本実施例１のスキージを印刷装置に搭載することにより、印刷マスク１１の開口部における開口面積の大小に関わらず、ペースト９を精度良く安定して印刷することができる。そのためには、スキージ先端部を特殊な形状に加工し、少なくともペースト９が接触するスキージ先端部への撥液性を付与することにより、所望の開口部を有する印刷マスク１１のパターン開口部１２へのペースト９の充填、被印刷物へのペースト９の転写に際し、ペースト９のローリングを促進し、印刷マスク１１の開口部１２へのペースト９の充填性を促進するとともに、ペースト９に対し印刷マスク１１の開口部１２にほぼ垂直方向に充填する力を付加することができた。
【０１４２】
上記に説明した例においては、スキージ１の先端部の一方の角部に凹形状部８を形成していたが、本実施例はこれに限らず、例えば、スキージ１’として図９に示すような構成にしても良い。図９に示した構成においては、図５Ａに示すようにスキージ１’をスキージホルダ押さえ板４によりスキージホルダ３に取付けた状態で、スキージ１の先端部に印刷マスク１１と平行になるような面９０を形成し、面９０とペースト初期接触面１０との間に、面９０の一端９８１からペースト初期接触面１０の端面９８２にかけて図５Ａ乃至図７で説明したような構成の凹形状部９８を形成した。このように、面９０を形成することにより、印刷マスク１１とスキージ１’との接触面積を増加させてスキージ１’の磨耗による凹形状部９８の変形量を減少させることができ、スキージ１’の長寿命化を図ることができる。
【０１４３】
また、面９０を印刷マスク１１に対してわずかに傾けて形成して、面９０の一端９８１だけが印刷マスク１１に当接するように形成しても良い。
【実施例２】
【０１４４】
本実施例２は、スキージ１の表面に形成する撥液性の膜１０３として、ＳｉＯ２又はフッ素樹脂を使用する以外は、上記実施例１と同様である。
【０１４５】
まず、スキージ１の表面に形成する撥液性の膜１０３として、ＳｉＯ２を用いた。スキージ１の少なくともペースト９が接触する部分にアルコキシシラン含有溶液をスプレー法により塗布した。その後乾燥することにより、スキージ１の表面に撥液性を有するＳｉＯ２を形成することが出来た。
【０１４６】
ここで用いたアルコキシシランから生成された膜はペースト９に含有する各種溶剤に対して汚染されることが無く、安定であり、水や溶剤に対する撥液性が優れていた。
【０１４７】
ここでは、成膜方法としては、スプレー法を用いたが、アルコキシシラン含有溶液をエアロゾルデポジション法或いはディップ法により塗布し、乾燥することにより撥液性の膜１０３を形成することが可能である。
【０１４８】
このようにして、少なくともペースト９が接触する部分にＳｉＯ２からなる撥液性の膜１０３を有する本実施例２で使用するスキージ１を作成することが出来た。
【０１４９】
つぎに、スキージ１の表面に形成する撥液性の膜１０３として、フッ素樹脂を用いた。スキージ１の少なくともペースト９が接触する部分にテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体（ＰＦＡ）をウレタン樹脂に混合し、スプレー法により塗布した。その後スキージの硬化と同様の温度プロファイルで加熱硬化することにより、スキージ１の表面に撥液性を有するテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体（ＰＦＡ）を全面に均一に分散した膜を形成することが出来た。
【０１５０】
撥液性を有するフッ素樹脂として、ＰＦＡ以外に、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ等があるが、耐有機溶剤性に優れ、接触角が大きく、摩擦係数が小さいものとしては、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体（ＰＦＡ）からなる膜が最も良好であった。
【０１５１】
ここでは、テトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体を有する膜を形成する方法として、ウレタン樹脂に混合し、スプレー法により塗布し、加熱硬化して撥液性の膜１０３を形成したが、ディップ法により塗布し、硬化することにより撥液性の膜１０３を形成することが可能である。
【０１５２】
このようにして、少なくともペースト９が接触する部分にテトラフルオロエチレンとパーフルオロアルコキシエチレンとの共重合体を分散した撥液性の膜１０３を有する本実施例２で使用するスキージ１を作成することが出来た。
【０１５３】
本実施例２で印刷状況を検証した結果は、実施例１で印刷状況を検証した結果とほぼ同様の結果が得られた。
【０１５４】
このように、本実施例２に使用したスキージ１を搭載した印刷装置は、印刷マスク１１の開口部１２における開口面積の大小に関わらず、ペーストを精度良く安定して印刷することができる。そのためには、スキージ先端部を特殊な形状に加工し、少なくともペースト９が接触するスキージ先端部への撥液性を付与することにより、所望の開口部を有する印刷マスク１１の開口パターン部１２へのペーストの充填、被印刷物へのペーストの転写に際し、ペーストのローリングを促進し、印刷マスク１１の開口部１２へのペーストの充填性を促進するとともに、ペーストに対し印刷マスク１１の開口部１２にほぼ垂直方向に充填する力を付加することができた。
【実施例３】
【０１５５】
本実施例３は、印刷マスク１１にメッシュマスクを使用する以外は、上記実施例１および２と同様である。
【０１５６】
本実施の形態３では、印刷マスク１１に金属メッシュを使用する。金属メッシュとしては、線径１６μｍ、紗厚３５μｍの高強度線材を用いた＃３２５平織りを使用した。この金属メッシュに、厚さ３５μｍおよび厚さ５５μｍの乳剤により直径５０μｍ〜２００μｍのパターン開口部を形成した金属メッシュマスク（以下、単にメッシュマスクと記す）を使用した。
【０１５７】
メッシュテンションを用いて印刷マスク１１と被印刷物６との版離れを行うため、印刷マスクのテンションを０．２ｍｍ以下（プロテック（株）製テンションゲージＳＴＧ−８０ＮＡで測定）とした。
【０１５８】
本実施の形態３で用いる印刷マスク１１に使用する金属メッシュが４０％以上の開口率を有し、金属メッシュに使用する線径が金属メッシュの開口幅の半分より小さい必要があった。
【０１５９】
メッシュマスクに形成したパターン開口部１２（図６Ａ参照）において、パターン開口部１２の壁面の面積（πＤＨ）をパターン開口部の面積（πＤ２/４）で割った値（４Ｈ/Ｄ）が印刷難易度指標である。すなわち、本実施の形態３の目標としては、この印刷難易度指標が２．８以上でペーストの良好な転写ができることとした。
【０１６０】
実施例３では、メッシュマスクと被印刷物６との隙間があるため、実施例１および２で使用したメタルマスクを用いたコンタクト印刷とは異なり、スキージ先端に形成した円弧状凹形状部８Ｌの一方８１Ｌ（図８Ａ参照）が印刷マスク１１の表面５に接触した状態で、メッシュマスクが水平ではなく傾斜した状態となる。そのため、スキージ１Ｌの先端の円弧状の凹形状部８Ｌの他方８２Ｌと印刷マスク表面５との隙間Ｇが小さくなる。
【０１６１】
スキージ先端の円弧状凹形状部８Ｌの他方８２Ｌと印刷マスク表面５との隙間Ｇ（図８Ａ参照）は、使用するペーストの平均粒径の１０倍以上であることが必要である。スキージ先端の円弧状凹形状部８の他方とは、スキージ１Ｌの先端の円弧状に加工した凹形状部８Ｌでメッシュマスクに接していない先端部８２Ｌを意味する。
【０１６２】
本実施例３で使用するペースト９のハンダ粒子の粒径が実施例１および２の場合と同様に１２μｍ以下であることから、メッシュマスクと接しない方のスキージ先端部８２と印刷マスク表面５との隙間Ｇは、０．６ｍｍとした。スキージがメッシュマスクに接すると、メッシュマスクの開口部にペーストを充填するのみではなく、メッシュマスクの被印刷物側に吐出してしまい、その後、本来印刷に寄与するスキージの先端がメッシュマスクの開口部に到達した際に、２度印刷した状況となった。そのため、メッシュマスクと被印刷物との間にペーストが浸み出し、にじみを生じた。
【０１６３】
ペーストとして、（Ａ）のＬＦ−２０４−１５を使用した場合には、メッシュマスクと接しない方のスキージ１Ｌの先端部８２Ｌと印刷マスクとの隙間が０．１２ｍｍより狭くなると、ペースト９がスキージ１Ｌの先端に形成した円弧状の凹形状部８Ｌ内に流動することを阻害し、転写するペースト量が少なくなった。
【０１６４】
また、（Ｂ）のＭ７０５−ＢＰＳ７−Ｔ１Ｊを用いた場合には、メッシュマスクと接しない方のスキージ先端部８２Ｌと印刷マスク表面５との隙間Ｇが０．０６ｍｍより狭くなると、ペーストがスキージ１Ｌの先端に形成した円弧状の凹形状部８内に流動することを阻害し、転写するペースト量が少なくなった。
【０１６５】
一方、メッシュマスクと接しない方のスキージ１Ｌの先端部８２と印刷マスク表面５との隙間Ｇが１ｍｍより広くすると、印刷時にスキージ１Ｌの先端に形成した円弧状の凹形状部８Ｌ内にペーストを閉じ込めることができなくなり、円弧状の凹形状部８内から漏れ出し、メッシュマスクのパターン開口部１２に充填するペーストに加わる力が弱まることから充填量および転写量が不足した。
【０１６６】
ただし、この隙間Ｇが１ｍｍというのは、スキージ先端に形成した円弧状の凹形状部８Ｌの形状によるものであって、実験に用いたスキージ１Ｌの場合には１ｍｍが限界であったが、隙間Ｇを１ｍｍ以上にしても円弧状の凹形状部８Ｌの先端部８２Ｌの接線の方向が印刷マスク表面５の方向に向いて円弧状の凹形状部８Ｌの内部にペースト９を一部閉じ込める空間ができていれば、円弧状の凹形状部８Ｌ内にペーストを閉じ込めることができ、十分な量の充填および転写を行うことができる。
【０１６７】
いずれの場合においても、本実施例１および２で作製した撥液性を付与したスキージの方が、撥液処理をしていないスキージに比べ、転写量が多くなった。これは、スキージ先端に形成した円弧状の凹形状部８のスキージ面が撥液性を有しているため、ペースト９のローリング性を阻害することが無く、ペースト９の粘度が低い状態に保てたことが要因であると考えられる。
【０１６８】
本実施例３では、左右に同等のスキージ１ＬおよびＲを配する印刷機について検討したが、メッシュマスクを用いた印刷機では、片方を印刷マスク１１の開口部１２および印刷マスク表面５にペースト９をコートするために使用するスクッレッパ（図示せず）を搭載した印刷機がある。ここで使用するスクレッパは、ステンレス製の板状のものを使用することが多く、用いるペースト９によっては、このスクレッパにペースト９が付着し、作業中にペースト９を印刷マスク１１上に落とすことが必要な場合があった。
【０１６９】
実施例１および２で作製したスキージ１と同様に、スクレッパの表面に撥液性を付与することにより、ペーストを落とす作業が必要なくなった。また、ペースト９が接触するスクレッパの先端部分にウレタン樹脂を形成することにより、スクレッパによる印刷マスク表面５へのダメージを低減することもできた。さらに、スクレッパ先端部分のウレタン樹脂にも撥液性を付与することにより、さらに印刷マスク表面５のダメージが低減した。
【０１７０】
本実施例３で印刷状況を検証した結果は、実施例１〜２で印刷状況を検証した結果と同様の結果が得られた。すなわち、メッシュマスクに形成した直径５０μｍ〜２００μｍのパターン開口部１２の全てのパターンを良好にスクリーン印刷することができた。
【０１７１】
このように、本実施の形態１および２のスキージを印刷装置に搭載することにより、印刷マスク１１の開口部１２における開口面積の大小に関わらず、ペースト９を精度良く安定して印刷することができる。そのためには、スキージ先端部を特殊な形状に加工し、少なくともペースト９が接触するスキージ先端部への撥液性を付与することにより、所望の開口部を有する印刷マスク１１のパターン開口部１２へのペースト９の充填、被印刷物へのペースト９の転写に際し、ペースト９のローリングを促進し、印刷マスク１１の開口部１２へのペースト９の充填性を促進するとともに、ペースト９に対し印刷マスク１１の開口部１２にほぼ垂直方向に充填する力を付加することができた。
【実施例４】
【０１７２】
本実施例４の印刷装置に搭載するスキージ構造について、図１０及び図１１を用いて説明する。本実施例４で使用したスキージは、平スキージ、ガラスエポキシ樹脂板７２７を支持体としてスキージ中心に挿入したスキージ７１を用いた。
【０１７３】
また、検証に用いるスキージとしては、同一形状で、本実施例で作製した撥液性を付与したスキージと撥液処理をしていないスキージを用いて、比較検討した。
【０１７４】
本実施例４で使用したスキージ７１の先端形状の概略図を図１１に示す。図１１には、スキージ７１の先端形状を説明するため、平スキージを例にとり、スキージ構造の要部拡大図を示したものである。そのため、スキージ表面処理状況は図示していない。
【０１７５】
本実施例４では、スキージ７１の取り付け方向を実施例１〜３の場合と逆方向にし、印刷方向２と同一方向にスキージ１を傾斜させた。スキージ７１の形状を変えた以外は、上記実施例１および２と同様である。
【０１７６】
実施例４において使用する印刷装置の構成は、基本的には図４で説明した構成と同じであり、図４のスキージ部１２０Ｌと１２０Ｒとを図１０に示した構成およびそれと対を成す構成のものと置き換えたものであるので、全体構成図の説明は省略する。
【０１７７】
スキージの取り付けには、使用する印刷装置によって、実施例１〜３のように印刷方向２と逆方向にスキージ１を傾斜する場合と、本実施例４のように印刷方向２にスキージ７１を傾斜する場合とがある。
【０１７８】
実施例１〜３のように印刷方向２と逆方向にスキージ１を傾斜する場合には、ペースト９が接するスキージ１の面１０（図８参照）とスキージ１の取り付け角度１７とが実質的に垂直である。一方、本実施例４では、図１１に示すように、印刷方向２にスキージ７１を傾斜する場合には、ペースト９が接するスキージ７１の面７１０の印刷マスク表面５に対する角度７１８とスキージ７１の取り付け角度７１７とが実質的に同じである。
【０１７９】
本実施例においても、図１０に示すように、スキージ７１を用いて所定の位置に開口部１２を有する印刷マスク１１からペースト９をテーブル２３１に固定した被印刷物６の所定の位置に転写する印刷装置において、スキージ７１の先端の一方の角が円弧状の凹形状７８を有し、スキージ７１の取り付け角度７１８よりスキージ７１と前記被印刷物６の印刷面とのアタック角度７１９（図１１参照）の方を小さくすることに特徴がある。
【０１８０】
それにより、スキージ７１の先端の円弧状の凹形状７８の部内でペーストが閉じ込められ、スキージング（スキージ７１が印刷マスク１１のスクリーン面に圧力（印圧）を加えながら印刷方向に摺動させる）による工程でペースト９がスキージ７１の先端の円弧状の凹形状部７８に沿ってローリングすることができた。  
本実施例４で使用するスキージは、ウレタンを主成分とする樹脂を用いた。
【０１８１】
図１１に示したように、アタック角度７１９を小さくするためにスキージ７１の取り付け角度７１７を小さくすると、印圧を加えるスキージヘッド７１５とスキージ７１の先端が印刷マスク表面５と接する箇所７８１とが相対的な位置ずれを生じたため、印圧がスキージ７１の先端部に有効に加わらなかった。すなわち、力点に相対的な位置ずれを生じると回転モーメントが働き、この場合には、印圧を高くするほどスキージ先端に印圧とは逆方向の力となる。
【０１８２】
そのため、スキージヘッド７１５に印圧を加える方向とスキージ７１の先端部の印刷マスク表面５との接触点７８１はほぼ同一直線状に並ぶように、接触点７８１がスキージヘッド７１５の真下に位置するように調整した。
【０１８３】
本実施例４では、スキージ７１の先端に形成した円弧状の凹形状部７８の一方７８１が印刷マスク１１に接触した状態で、スキージ７１の先端の円弧状の凹形状部７８の他方７８２と印刷マスク表面５との隙間Ｇが、実施例１で説明した場合と同様に、使用するペースト９の平均粒径の１０倍以上で、且つ１ｍｍ以下であることが必要である。スキージ７１の先端の円弧状の凹形状部７８の他方とは、スキージ７１の先端の円弧状に加工した凹形状部７８で印刷マスク表面５に接していない先端部７８２を意味する。
【０１８４】
本実施例４で使用するペースト９のハンダ粒子として、粒径が１２μｍ以下の材料を用いた場合、印刷マスク１１と接しない方のスキージ先端部７８２と印刷マスク表面５との隙間Ｇを、０．３ｍｍとした。スキージ７１が印刷マスク１１に接すると、印刷マスク１１の開口部１２にペーストを充填するのみではなく、印刷マスク１１の下面の被印刷物６側に吐出してしまい、その後、本来印刷に寄与するスキージの先端が印刷マスク１１の開口部１２に到達した際に、２度印刷した状況となった。そのため、印刷マスク１１と被印刷物６との間にペーストが浸み出し、にじみを生じた。
【０１８５】
ペーストとして、実施例１で使用したＡを使用した場合には、印刷マスク１１と接しない方のスキージ先端部７８２と印刷マスク表面５との隙間Ｇが０．１２ｍｍより狭くなると、ペーストがスキージ先端に形成した円弧状の凹形状部８内に流動することを阻害し、転写するペースト量が少なくなった。
【０１８６】
また、ペーストとして実施例１で使用したＢを用いた場合には、印刷マスク１１と接しない方のスキージ先端部７８２と印刷マスク表面５との隙間Ｇが０．０６ｍｍより狭くなると、ペースト９がスキージ先端に形成した円弧状の凹形状部７８内に流動することを阻害し、転写するペースト量が少なくなった。  
一方、印刷マスク１１と接しない方のスキージ７１の先端部７８２と印刷マスク表面５との隙間Ｇが１ｍｍより広くすると、印刷時にスキージ先端に形成した円弧状の凹形状部７８内にペーストを閉じ込めることができなくなり、円弧状の凹形状部７８内から漏れ出し、印刷マスク１１のパターン開口部１２に充填するペースト９に加わる力が弱まることから充填量および転写量が不足した。
【０１８７】
ただし、この隙間Ｇが１ｍｍというのは、スキージ先端に形成した円弧状の凹形状部７８の形状によるものであって、実験に用いたスキージ７１の場合には１ｍｍが限界であったが、隙間Ｇを１ｍｍ以上にしても円弧状の凹形状部７８の先端部７８２の接線の方向が印刷マスク表面５の方向に向いて円弧状の凹形状部８Ｌの内部にペースト９を一部閉じ込める空間ができていれば、円弧状の凹形状部７８内にペーストを閉じ込めることができ、十分な量の充填および転写を行うことができる。
【０１８８】
本実施例４では、実施例１および２と同様に、印刷マスク１１に、厚さ７０μｍのメタル板に直径５０μｍ〜２００μｍのパターン開口部１２を形成したメタルマスク１１を使用した。
【０１８９】
本実施例３では、印刷方向２と同じ方向にスキージ７１を傾斜させており、スキージ７１のスキージホルダ７３への取り付け角７１７は７０°で、ペースト初期接触面角７１８（スキージ７１が先行してペースト９に接するスキージ７１面の方向の角度）はスキージホルダ７３への取り付け角７１７と実質的に同じ７０°とした。スキージ７１と印刷マスク１１のスキージ接触面との角度はアタック角７１９を変えて検討した。印刷状況は、印刷マスク１１のパターン開口部１２への充填性、被印刷物への転写性を検証した。
【０１９０】
本実施例４で印刷状況を検証した結果は、実施例１〜３で印刷状況を検証した結果より若干劣るものの、印刷性としてはほぼ同様の結果が得られた。特に、撥液性の膜１０３として、ダイヤモンドライクカーボンやフッ素基含有ダイヤモンドライクカーボンを成膜したスキージ７１では、ペーストが接触する部分の撥液性が若干劣ることが原因で、印刷状況を検証した結果が若干劣るものとなったと考えられる。また、成膜時の電極とスキージ表面との距離が広いこと、ペースト９が接触するスキージ底部への撥液性の膜１０３の付き方が不十分なことなどから、スキージ７１へのダイヤモンドライクカーボンやフッ素基含有ダイヤモンドライクカーボンの密着性が弱いことが懸念される。
【０１９１】
いずれの場合においても、本実施例４で使用したスキージ７１において、撥液性を付与したスキージの方が、撥液処理をしていないスキージに比べ、転写量が多くなった。これは、スキージ先端に形成した円弧状の凹形状部８のスキージ面が撥液性を有しているため、ペースト９のローリング性を阻害することが無く、ペースト９の粘度が低い状態に保てたことが要因であると考えられる。
【０１９２】
実施例４の比較実験として、図９で説明した場合と同様に先端部分を種々の形状に加工したスキージ１を用いて、図１１に示すように、スキージ取り付け方向を実施例１〜３と逆方向にし、印刷方向２と同一方向にスキージを傾斜させた。スキージの形状を図１１に示すように変えた以外は、上記図１０及び図１１で説明した構成と同様である。
【０１９３】
比較実験においては、図１１に示すような、スキージ先端に加工を加えていないスキージおよび直線状の斜め研磨加工を施したスキージを用いた際の印刷実験も行った。この場合においても、同一形状で、撥液性を付与したスキージと撥液処理をしていないスキージを用いて、比較検討した。図１２（ａ）に示したスキージ１の形状は、図１０及び図１１で説明したものと同じである。
【０１９４】
比較検討の結果、図１２の(ｂ)に示した先端部分の加工を施していないスキージを用いて場合は、パターンの開口部１２の径が１５０μｍ以上でないと良好なパターン印刷ができなかった。撥液性を付与したスキージでは、スキージ表面におけるペースト９の滑りが良くなり、印刷マスク１１の開口部１２への充填量が低下し、撥液性を付与していないスキージより印刷性が悪化し、１８０μｍ以上でないと良好なパターン印刷ができなかった。
【０１９５】
また、図１２の（ｃ）に示したように先端部をテーパ状に加工したスキージを用いた場合は、パターンの開口部１２の径が１２０μｍ以上でないと良好なパターン印刷ができなかった。この場合には、撥液性を付与したスキージでも、スキージ表面におけるペースト９の滑りが良くなったにも拘らず、印刷マスク１１の開口部１２への充填量が良好で、撥液性を付与していないスキージと同等の印刷性が得られたが、１２０μｍ以上でないと良好なパターン印刷ができなかった。
【０１９６】
一方、図１２（ｄ）のように、複数の面で凹形状を形成して内部にペーストを閉じ込める空間を形成したスキージを用いて印刷をした場合、図１２（ａ）の断面を円弧で凹形状を形成したスキージを用いて印刷をした場合とほぼ同等の結果が得られ、メタルマスクに形成した直径５０μｍ〜２００μｍのパターン開口部１２の全てのパターンを良好にスクリーン印刷することができた。撥液性を付与したスキージの方が、撥液処理をしていないスキージに比べ、転写量が多く、転写量のばらつきが小さくなったことから、さらに良好であった。
【０１９７】
このように、本実施例４に使用したスキージ１を搭載した印刷装置は、印刷マスク１１の開口部１２における開口面積の大小に関わらず、ペーストを精度良く安定して印刷することができる。そのためには、スキージ先端部を特殊な形状に加工し、少なくともペースト９が接触するスキージ先端部への撥液性を付与することにより、所望の開口部を有する印刷マスク１１の開口パターン部１２へのペーストの充填、被印刷物へのペーストの転写に際し、ペーストのローリングを促進し、印刷マスク１１の開口部１２へのペーストの充填性を促進するとともに、ペーストに対し印刷マスク１１の開口部１２にほぼ垂直方向に充填する力を付加することができた。
【実施例５】
【０１９８】
本実施例５は、使用するペーストを種々変えた以外は、上記実施例１〜４と同様である。本実施例においては、印刷マスク１１として、金属メッシュを用いたメッシュマスクを用いた。
【０１９９】
本発明の印刷装置において、使用するペーストは固形分と液体分を混合した高粘性物質であり、その固形分がハンダ組成の粒子、銀粒子、燐片状銀粒子、ニッケルを主成分とする粒子、金属で被覆した球状樹脂粒子、セラミックス粒子、ガラス粒子のうち少なくとも１種の材料を主成分とするものが使用可能であり、それらのペーストを適用した対象物について、その特徴と印刷結果を以下に示す。
【０２００】
ハンダ組成の粒子を固形分として使用するペーストは、プリント配線板のパッドバンプ等の表面実装技術、半導体ウェハのパッドバンプ等のハンダ接続端子形成などに使用される。使用するハンダ組成の粒子の形状はほぼ球形である。
【０２０１】
ハンダ組成の粒子の粒径は、１μｍ程度から３０μｍ程度まで使用するパターンにより選定することが可能である。この場合、印刷マスク１１に形成する開口パターン１２の大きさは、開口部のペーストの流動性を考慮し、ハンダ組成の粒子の粒径の１０倍以上とすることにより、本実施の形態においても、実施の形態１〜４と同様の良好な印刷を行うことができた。
【０２０２】
すなわち、ハンダ組成の粒子が１μｍの粒径では、開口パターンの寸法を１０μｍ以上とする必要があり、ハンダ組成の粒子が３０μｍの粒径では、開口パターンの寸法を３００μｍ以上とする必要がある。微細なパターンを形成するためには、微細な粒径のハンダ組成の粒子を使用する必要がある。
【０２０３】
また、銀粒子を固形分として使用するペーストは、低温焼成セラミックスの配線パターン形成、太陽電池の電極形成などに使用される。使用する銀粒子の形状はほぼ球形である。
【０２０４】
銀粒子の粒径は、２ｎｍ程度から１０μｍ程度であり、微細な配線パターンを形成する場合には、微細な粒径の粒子を使用する必要がある。
【０２０５】
また、燐片状銀粒子を固形分として使用するペーストは、プリント配線板への部品搭載時に使用する導電性導電性接着剤であり、電子部品の小型化に伴い、突起電極を有する基板への搭載などに使用される。燐片状銀粒子は、銀粒子に圧力を加えて箔状に加工したものであり、異形の粒子である。このペーストは、接触抵抗で導電性を確保するため、印刷パターンの転写寸法精度をあまり要求しないのが特徴であるが、本実施の形態において、吐出性を改善することができたため、局部的な塗布不良を発生することがなく、確実に印刷することができた。
【０２０６】
また、ニッケルを主成分とする粒子を固形分として使用するペーストは、超薄膜の導電体を形成する必要があるコンデンサなどに使用される。ニッケルを主成分とする粒子の粒径は、１０ｎｍ程度から１００ｎｍ程度であり、ペーストの粘度を低くして流動性を有するのが特徴である。
【０２０７】
メッシュマスク１１を構成する金属メッシュの紗厚が薄くなると、ペーストを保持する量が少なくなる。吐出量を多くする場合には、紗厚を厚くすることが望ましく、一方、微細な電極配線パターン形成やコンデンサの薄膜電極形成に対しては、紗厚が薄い方が望まれる。製織後の紗厚より薄くする必要がある場合には、金属メッシュをロールで圧延することにより、所望の紗厚を有するメッシュを用いた。適用するデバイスにより、メッシュの種類(メッシュ数、開口率、線径、紗厚等)を選定することが可能であった。
【０２０８】
本実施例５において、吐出性を改善することができたため、均一で非常に薄膜のパターン形成が可能であり、良好な印刷結果を得ることができた。
【０２０９】
一方、金属で被覆した球状樹脂粒子を固形分として使用するペーストは、異方性導電ペーストであり、ディスプレイの端子、金属接合より抵抗が高くても電気的接続が許されるプリント配線板への部品搭載などに使用される。金属で被覆した樹脂粒子の粒径は、１０μｍ程度であり、印刷パターンは搭載する部品のパッド部全面に塗布するのが特徴である。本実施の形態において、吐出性を改善することができたため、局部的な塗布不良を発生することがなく、良好な印刷結果を得ることができた。
【０２１０】
セラミックス粒子を固形分として使用するペーストは、低温焼成セラミックスの誘電体パターン形成、電子回路の絶縁性パターン形成、銅張りポリイミドフィルムに対するエッチング用レジストのパターン形成、太陽電池の絶縁層スクライブ用パターン形成などに使用される。本実施の形態において、確実な転写性能を有していることから、局部的な断線不良を発生することがなく、良好な印刷結果を得ることができた。
【０２１１】
ガラス粒子を固形分として使用するペーストは、焼結助剤として銀ペーストへの添加、低温焼成セラミックスの誘電体パターン形成、電子回路の絶縁性パターン形成などに使用される。
【０２１２】
セラミックス粒子およびガラス粒子は、粉砕により製造するため、破砕形状である。これらの場合には、使用する印刷マスクの開口パターンを平均粒径の１０倍以上にする必要がある。
【０２１３】
本実施例５で使用したスキージ１は、スキージ先端の一方の角が円弧状の凹形状部８を有し、スキージ１が先行してペーストに接するスキージ面の方向の角度１８（印刷方向と逆方向にスキージを傾斜時）或いはスキージの取り付け角度（印刷方向と同一方向にスキージを傾斜時）よりスキージと前記被印刷物の印刷面とのアタック角度の方を小さくし、ペーストが接触するスキージ先端部に撥液性を有するものであり、これら全てのペーストに対して、このスキージ１を搭載した印刷装置を用いることにより、印刷マスク１１のパターン開口部１２における開口面積の大小に関わらず、精度良く安定して印刷することが可能であった。
【０２１４】
このように、本実施例５で使用したスキージ１を搭載した印刷装置は、印刷マスク１１のパターン開口部１２における開口面積の大小に関わらず、ペーストを精度良く安定して印刷することができるスキージ１が搭載可能である。そのためには、スキージ先端部を特殊な形状に加工し、少なくともペーストと接触するスキージ先端部に撥液性を有することにより、所望の開口部を有する印刷マスク１１の開口パターン部１２へのペーストの充填、被印刷物へのペーストの転写に際し、ペーストのローリングを促進し、印刷マスク１１の開口部１２へのペーストの充填性を促進するとともに、ペーストに対し印刷マスク１１の開口部１２にほぼ垂直方向に充填する力を付加することができた。
【実施例６】
【０２１５】
本実施例６は、配線幅に対するペースト高さが高い高アスペクト配線形成を要求するデバイスの印刷の一例として、太陽電池セル表面の電極配線印刷について説明する。印刷するデバイス、スキージ、印刷マスク、ペースト以外は、上記実施例１〜４と同様である。
【０２１６】
図１３に、太陽電池セル４０の表面に形成する電極配線の概要図を示す。表面電極配線は、幅広線のバス電極配線４２と細線のグリッド電極配線４３が形成される。
【０２１７】
以下に、本実施例における太陽電池セル４０の表面電極配線をスクリーン印刷で形成した場合の効果を確認するために先ず比較例を説明し、次に本実施例について説明する。
【０２１８】
＜比較例＞  
太陽電池セル４０の表面電極配線を形成するための印刷マスク５０について、被印刷物側面からみた局部的な拡大概要図を図１４Ａに示す。
【０２１９】
印刷マスク５０は、金属メッシュ５２に乳剤５１で電極配線を印刷するための開口パターン（５４２および５４３）を形成している。ここで、金属メッシュ５２は線径２０μｍの＃２９０を使用した。また、乳剤５１の厚さは、グリッド電極配線４３を印刷する開口部５４３の幅６０μｍより厚い６５μｍとした。乳剤５１の厚さは、印刷マスク５０の総厚から金属メッシュ５２の厚み（紗厚）を引いた値である。
【０２２０】
導体配線を形成するペースト中には、導体材料の銀粒子と有機バインダ成分および有機溶剤が混合されている。印刷後の乾燥工程で、有機溶剤が飛散し、体積が減少する。また、ペーストによっては、高温で焼成するものもあり、その場合には、有機バインダも消失し、体積が減少することになる。
【０２２１】
所望の配線抵抗を得るためには、導体材料の固有抵抗を低くする必要があるが、それ以外に導体配線の断面積を増加する必要がある。また、配線幅を狭くして、太陽光が照射される面積を広くすることにより、変換効率を高くすることが出来る。さらに、配線の印刷回数を増やすと、高精度に位置合わせを行う必要がある。位置ずれを生じると、配線幅が広くなり、変換効率低下の原因となる。そのため、一回の印刷で高アスペクト比の配線を形成する必要があり、印刷に使用する印刷マスク５０の乳剤５１の厚さを厚く設定した。
【０２２２】
バス電極配線４２を形成するために、乳剤５１により、バス電極配線印刷用の開口部５４２が形成されている。また、細線のグリッド電極配線４３を形成するために、乳剤５１により、グリッド電極配線印刷用の開口部５４３が形成されている。
【０２２３】
図１４Ａの印刷マスク５０について、１４Ａ−Ｘ−１４Ａ−Ｘ’の断面図を図１４Ｂに示す。金属メッシュ５２の被印刷物側に乳剤５１が形成され、バス電極配線用の開口部５４２が形成されている。
【０２２４】
図１４Ａの印刷マスク５０について、１４Ａ−Ｙ−１４Ａ−Ｙ’の断面図を図１４Ｃに示す。金属メッシュ５２の被印刷物側に乳剤５１が形成され、グリッド電極配線用の開口部５４３が形成されている。
【０２２５】
印刷方向は、細線のグリッド電極配線用の開口部５４３の長手方向と平行方向（図１４Ａの矢印５０１の方向）である。  
図１５にグリッド電極配線の印刷状況を説明するためのプロセス概要図を示す。説明の都合上、印刷方向をグリッド電極配線用の開口部５４３の長手方向と垂直方向（図１４Ａの矢印５０１に直角な方向）で図示している。
【０２２６】
図１５（ａ）は、印刷マスク５０の金属メッシュ５２と被印刷物４１との間にクリアランス（隙間）を設けて印刷マスク５０を被印刷物４１に近接させた状態でペースト４６を印刷マスク５０の上部全面にスクレッパ４５でコートしている工程図である。ペースト４６は、金属メッシュ５２の内部および印刷マスク５０の上部にコートされて、コートされたペースト４６１が形成されている。
【０２２７】
図１５（ｂ）は、スキージ４７（図８の（ｂ）に示す形状）により、ウェハ４１の上部にペースト４６を印刷している工程図である。乳剤５１で形成されたグリッド電極配線開口部５４３のアスペクト（乳剤厚／開口幅）が大きいため、乳剤５１の開口部５４３に充填されたペースト４６をウェハ４１の上部に完全に転写することが出来ず、図１５Ｃに示すように、ウェハ上部には微量のペーストパターン４６２が転写されただけで、乳剤開口部５４３の内部にペースト４６３が残留した。
【０２２８】
スキージ４７を用いた１回の転写では、図１５（ｃ）に示したようにウェハ４１上へのペーストパターン４６２の転写量が少ない。したがって、ウェハ４１上に転写された配線パターンが所望の配線抵抗を得ることが出来ないことから、印刷マスク５０をウェハ４１に対して位置合わせを行いながら、繰り返し積層印刷を行う必要がある。  
ここに示した比較例の印刷では、高アスペクト比の配線形成は困難である。
【０２２９】
図１６にバス電極配線の印刷状況を説明するためのプロセス概要図を示す。印刷方向はバス電極配線方法と垂直方向である。
【０２３０】
図１６の（ａ）は、印刷マスク５０の金属メッシュ５２と被印刷物４１との間にクリアランス（隙間）を設けて印刷マスク５０を被印刷物４１に近接させた状態でペースト４６を印刷マスク５０の上部全面にスクレッパ４５でコートしている工程図である。ペースト４６は、メッシュ５２の内部および印刷マスク５０の上部にコートされて、コートされたペースト４６１が形成されている。
【０２３１】
図１６（ｂ）は、スキージ４７（図８の（ｂ）に示す形状）により、ウェハ４１の上部にペースト４６を印刷している工程図である。乳剤５１で形成されたバス電極配線開口部５４２の幅が大きいため、乳剤が無い開口部５４３でスキージ４７が金属メッシュ５２を押し付けて、ウェハ４１の上部に形成されているテクスチャ４１１に接触し、接触した領域のテクスチャ４１２（図１６（ｃ）参照）の頂部を破損してしまった。これにより、テクスチャ４１１に成膜してある透明導電膜や場合によっては絶縁膜を破損することになり、機能を損なうこととなった（図示していない）。この問題を解決するためには、スキージ４７の幅方向で乳剤が存在しないエリアを作らないように乳剤開口パターン設計する必要がある。
【０２３２】
また、乳剤開口部５４２に相当するペースト量を完全に転写することが出来ず、ウェハ上部には一部のペーストパターン４６２が転写され、凹凸が大きい形状となった。そのため、図１６（ｃ）に示すように、乳剤開口部５４３の内部には、ペースト４６３が残留した。特に、金属メッシュ５２にペースト４６が付着していた。これは、ペースト４６と金属メッシュ５２との密着性が良かったことによるものと考えられる。
【０２３３】
グリッド電極配線のみではなく、バス電極配線でもペーストパターンの転写厚が薄く、所望の配線抵抗を得ることが出来なかった。
【０２３４】
＜本実施例＞  
太陽電池セル４０の表面電極配線を形成するための印刷マスク６０について、被印刷物側面からみた局部的な拡大概要図を図１７Ａに示す。
【０２３５】
印刷マスク６０は、金属メッシュ６２に乳剤６１で電極配線を印刷するための開口パターン（６４２および６４３）を形成している。バス電極配線４２を印刷するための乳剤開口部６４２には、比較例で示したようなスキージとウェハ４１の表面のテクスチャ４１１に接触しないように、ダミー乳剤６１０が形成されている。
【０２３６】
ここで、金属メッシュ６２は線径２０μｍの＃２９０を使用した。また、乳剤６１の厚さは、グリッド電極配線４３を印刷する開口部６４３の幅６０μｍより厚い６５μｍとした。乳剤６１の厚さは、印刷マスク６０の総厚から金属メッシュ６２の厚み（紗厚）を引いた値である。
【０２３７】
ダミー乳剤６１０の役割について、説明する。ダミー乳剤６１０が無い場合には、図１６で説明したように、スキージ４７が乳剤が無い開口部５４３で、ウェハ４１の上部に形成しているテクスチャ４１１に接触して破損してしまうおそれがある。これの原因の一つは、太陽電池セルなどの電子機器において、直線状に長くて幅が広い配線を形成することがしばしば有り、印刷マスク５０には、その配線に対応する部分に、メッシュ６２のみで乳剤６１が無いため剛性が小さく、長い直線状の領域ができ、その部分で印刷マスク５０が折れ曲がりやすくなっていることが挙げられる。また別の原因としては、配線に対応するメッシュのみの領域では、印刷中に、スキージの下に乳剤６１が全く無い状態が起こりやすく、スキージ４７が沈んでテクスチャ４１１に接触しやすくなっている。
【０２３８】
ダミー乳剤６１０は、まず、直線状に長くて幅が広いメッシュ６２のみの領域を印刷マスク５０に作らず、また、印刷中にスキージの下に乳剤が存在するようにするために設けられたものである。そのために、ダミー乳剤６１は、配線を形成する開口部６４２中に、島状または半島状（乳剤６１に一部がつながっている）に形成される。また、複数のダミー乳剤６１０の並ぶ方向は、それが形成される開口部６４２の長さ方向とは異なる方向(例えば、斜め方向)であることが望ましい。また、ダミー乳剤６１０は、その長手方向は、それが形成される開口部６４２の長さ方向とは異なる方向(例えば、直交する方向)であることが望ましい。配線を途切れさせないためにである。また、配線を格子状にするように開口部が形成されている場合には、二つの配線が交差する位置に対応する領域に、ダミー乳剤６１０を設けてもよい。ダミー乳剤６１０によって、印刷マスク５０は、剛性が高く折れ曲がりにくくなり、また、乳剤６１が形成されない領域が小さくなり、テクスチャ４１１の破損を防止することができる。
【０２３９】
導体配線を形成するペースト中には、導体材料の銀粒子と有機バインダ成分および有機溶剤が混合されている。印刷後の乾燥工程で、有機溶剤が飛散し、体積が減少する。また、ペーストによっては、高温で焼成するものもあり、その場合には、有機バインダも消失し、体積が減少することになる。
【０２４０】
所望の配線抵抗を得るためには、導体材料の固有抵抗を低くする必要があるが、それ以外に導体配線の断面積を増加する必要がある。また、配線幅を狭くして、太陽光が照射される面積を広くすることにより、変換効率を高くすることが出来る。
【０２４１】
さらに、配線の印刷回数を増やすと、高精度に位置合わせを行う必要がある。位置ずれを生じると、配線幅が広くなり、変換効率低下の原因となる。そのため、一回の印刷で高アスペクト比の配線を形成する必要があり、印刷に使用する印刷マスク６０の乳剤６１の厚さを厚く設定した。
【０２４２】
また、印刷マスク６０の露出している金属メッシュ６２および乳剤６１の表面に、本発明で実施例１乃至４において説明したスキージ表面に形成した撥液性が高い炭化水素膜を形成し、ペースト４６の離型性を向上させた。表面の材料は、炭化水素に代えて、ＳｉＯ２、フッ素樹脂、フッ素基含有炭化水素でもよい。
【０２４３】
バス電極配線４２を形成するために、乳剤６１により、バス電極配線印刷用の開口部６４２が形成されている。また、細線のグリッド電極配線４３を形成するために、乳剤６１により、グリッド電極配線印刷用の開口部６４３が形成されている。
【０２４４】
図１７Ａの印刷マスク６０について、１７Ａ−Ｘ−１７Ａ−Ｘ’の断面図を図１７Ｂに示す。金属メッシュ６２の被印刷物側に乳剤６１が形成され、バス電極配線用の開口部６４２が形成されている。バス電極配線用の開口部６４２には、金属メッシュ６２とウェハ４１の上部に形成されたテクスチャ４１１と接触しないように、ダミー乳剤６１０が形成されている。
【０２４５】
図１７Ａの印刷マスク６０について、１７Ａ−Ｙ−１７Ａ−Ｙ’の断面図を図１７Ｃに示す。金属メッシュ６２の被印刷物側に乳剤６１が形成され、グリッド電極配線用の開口部６４３が形成されている。  
印刷方向は、細線のグリッド電極配線用の開口部６４３の長手方向と平行方向（図１７Ａの矢印６０１の方向）である。
【０２４６】
図１８にグリッド電極配線の印刷状況を説明するためのプロセス概要図を示す。説明の都合上、印刷方向をグリッド電極配線用の開口部６４３の長手方向と垂直方向（図１７Ａの矢印６０１に直角な方向）で図示している。
【０２４７】
図１８の（ａ）は、印刷マスク６０とウェハ４１との間にクリアランス（隙間）を設けて印刷マスク５０を被印刷物４１に近接させた状態でペースト４６を印刷マスク６０の上部全面にスキージ４８（図８の（ｂ）に示す形状）でコートしている工程図である。ペースト４６は、金属メッシュ６２の内部から乳剤開口部６４３および印刷マスク６０の上部にコートされて、コートされたペースト４６１が形成されている。
【０２４８】
図１８の（ｂ）は、本発明の実施例１で説明したスキージ４９（図８の（ａ）に示す形状）により、ウェハ４１の上部にペースト４６を印刷している工程図である。吐出性に優れた本発明の実施例１で説明したスキージ４９を使用することにより、ペースト４６をウェハ４１の上部に転写することが出来た。
【０２４９】
図１８の（ｃ）は、印刷が完了して、印刷マスク６０が被印刷物であるウェハ４１から離れた状態を示す概略図である。乳剤６１で形成されたグリッド電極配線開口部６４３のアスペクト比（乳剤厚／開口幅）が大きいにも関わらず、乳剤６１の開口部６４３に充填されたペースト４６をウェハ４１の上部に完全に転写することが出来た。
【０２５０】
ウェハ上部には高アスペクト比のペーストパターン４６２が転写された、乳剤開口部６４３の内部にはペーストが残留しなかった。印刷マスク６０の金属メッシュ６２および乳剤６１の露出部に撥液性を付与したことにより、ペースト４６の金属メッシュ６２および乳剤６１からの離型性が向上したためと考えられる。
【０２５１】
本実施例によれば、所望の配線抵抗を得るためには、一回の印刷で十分であり、複数回重ねて印刷するための高精度の位置合わせを行う必要が無いことから、１工程にウェハ４１を１枚づつセットして印刷するのではなく、複数枚を同時に印刷することが可能になった。この結果、良好な電極配線形成のみではなく、タクト短縮となり、生産性向上につながった。
【０２５２】
図１９にバス電極配線の印刷状況を説明するためのプロセス概要図を示す。印刷方向はバス電極配線用の開口部６４２の長手方法と垂直方向（図１７の矢印６０１の方向）である。
【０２５３】
図１９の（ａ）は、印刷マスク６０とウェハ４１との間にクリアランス（隙間）を設けて印刷マスク５０を被印刷物４１に近接させた状態でペースト４６を印刷マスク６０の上部全面にスキージ４８（図８の（ｂ）に示す形状）でコートしている工程図である。ペースト４６は、金属メッシュ６２の内部から乳剤開口部６４２および印刷マスク６０の上部にコートされて、コートされたペースト４６１が形成されている。
【０２５４】
図１９の（ｂ）は、本発明の実施例１乃至４で説明したスキージ４９（図８の（ａ）に示す形状）により、ウェハ４１の上部にペースト４６を印刷している工程図である。ダミー乳剤６１０が形成されているため、金属メッシュ６２がウェハ４１表面のテクスチャ４１１に接触することが無かった。
【０２５５】
また、吐出性に優れた本発明の実施例１乃至４で説明したスキージ４９を使用することにより、ペースト４６をウェハ４１の上部に転写することが出来た。
【０２５６】
図１９の（ｃ）は、印刷が完了して、印刷マスク６０が被印刷物であるウェハ４１から離れてウェハ４１上にペーストパターン４６２が形成された状態を示す概略図である。
【０２５７】
乳剤６１で形成されたバス電極配線開口部６４２のアスペクト比（乳剤厚／開口幅）が大きいにも関わらず、乳剤６１の開口部６４３に充填されたペースト４６をウェハ４１の上部に完全に転写することが出来た。ウェハ上部には高アスペクト比のペーストパターン４６２が転写された、乳剤開口部６４２の内部にはペーストが残留しなかった。ペースト転写後に熱処理することにより、ペーストの溶剤が蒸発し、導体材料によって配線が形成される。
【０２５８】
印刷マスク６０の金属メッシュ６２および乳剤６１の露出部に撥液性を付与したことにより、ペースト４６の金属メッシュ６２および乳剤６１からの離型性が向上したためと考えられる。
【０２５９】
本実施例によれば、所望の配線抵抗を得るためには、一回の印刷で十分であり、複数回重ねて印刷するための高精度の位置合わせを行う必要が無いことから、１工程にウェハ４１を１枚ずつセットして印刷するのではなく、複数枚を同時に印刷することが可能になった。この結果、良好な電極配線形成のみではなく、タクト短縮となり、生産性向上につながった。
【実施例７】
【０２６０】
本実施例7は、高アスペクト開口を有する貫通孔への充填印刷の一例として、シリコンウェハへの導体材料充填を取り上げた。高アスペクト開口の貫通孔を有するデバイスとして、バックコンタクト型太陽電池セル、ＴＳＶ半導体素子等がある。本実施例では、バックコンタクト型太陽電池セルについて、比較例をあげて説明する。印刷するデバイス、スキージ、印刷マスク、ペースト以外は、上記実施例１〜４と同様である。
【０２６１】
図２０に、バックコンタクト型太陽電池セル９０を表面から見た構成を示す。バックコンタクト型太陽電池セル９０の表面には、細線のグリッド電極配線９２がウェハ９１に形成されている。一方、図１３の構成で説明した幅広線のバス電極配線はウェハ９１の裏面に形成されている。
【０２６２】
図２１に、バックコンタクト型太陽電池セル９０の断面を示す。図２１において、ウェハ９１の上面のテクスチャ９１１が形成されている面が、図２０の細線のグリッド電極配線９２が形成されている面に相当する。ウェハ９１の下面には幅広線のバス電極配線が形成されており、ウェハ９１の上面の細線のグリッド電極配線９２とウェハ９１の下面には幅広線のバス電極配線とは、貫通孔（スルーホール）９３に充填されたペースト４６４で接続されている。
【０２６３】
以下に、本実施例におけるバックコンタクト型太陽電池セル９０の両面の電極配線とそれを電気的に接続するスルーホール内部への導体材料の充填をスクリーン印刷で行った場合の効果を確認するために先ず比較例を説明し、次に本実施例について説明する。
【０２６４】
＜比較例＞  
比較例として、貫通孔９３へのペースト充填印刷について、図２２を用いて説明する。  
貫通孔９３へのペースト充填印刷に使用したスキージは、平スキージ９５（図８の（ｂ）に示す形状）である。また、裏面からのペースト充填印刷の際、バックコンタクト型太陽電池セル９０のウェハ９１の表面に形成されている突起状のテクスチャ９１１が、印刷装置１００のテーブル２３１に接触することで、破損するため、テクスチャ保護フィルム９４を用いた。
【０２６５】
テクスチャ保護フィルム９４は、柔軟性があり、テクスチャ９１１を破損しないように保護するのみではなく、ポーラスな材料からなっているため、テクスチャ保護フィルム９４を通して印刷装置１００のテーブル２３１にウェハ９１を固定するための真空チャック（図示せず）を行うことが出来る。
【０２６６】
また、バックコンタクト型太陽電池セル９０に形成された表裏面電極を導通するために形成した貫通孔９３へのペースト充填と同時に裏面の電極パターン４６５を形成するため、所定の位置に裏面の電極パターン４６５に対応した開口部５６を形成したメタルマスク５５を使用した。
【０２６７】
バックコンタクト型太陽電池セル９０に形成された貫通孔９３へのペースト充填は、片方からの充填印刷では、貫通孔９３内をペーストで充填することが出来ず、図２２の（ａ）に示した状態から、裏面からペースト充填印刷（図２２の（ｂ））を行った後、表面からの充填印刷（図２２の（ｃ））を行う必要がある。
【０２６８】
表面からの充填印刷を行う場合には、メタルマスクがウェハ９１の上部に形成したテクスチャ９１１に接触してテクスチャ９１１上部を破損させないように、乳剤からなるクッション材５８をメタルマスク５７に形成したものを使用した。
【０２６９】
表面からのペースト充填印刷（図２２の（ｃ））を行った後、クッション材５８形成したメタルマスク５７をウェハ９１から剥離して（図２２の（ｄ））、貫通孔９３へのペースト充填を完了した。
【０２７０】
しかしながら、裏面および表面からの貫通孔９３への充填印刷にもかかわらず、アスペクト比（ウェハ厚さ／貫通孔穴径）が２の場合（ウェハ厚さ：１６０μｍ／貫通孔穴径：φ８０μｍ）では、図２２の（ｄ）に示すように、貫通孔９３のほぼ中央部に空洞（キャビティ）９６ができ、導通不良を生じた。そのため、これ以上のアスペクト比では、導通不良を生じないような貫通孔９３へのペースト充填形成が出来なかった。
【０２７１】
アスペクト比（ウェハ厚さ／貫通孔穴径）が１．５（ウェハ厚さ：１２０μｍ／貫通孔穴径：φ８０μｍ）の場合では、導通不良を生じないような貫通孔９３へのペースト充填形成が可能であったが、裏面および表面からの両面印刷を行う必要があり、導体充填形成時間がかかるという問題がある。また、ウェハ９１が１２０μｍと薄いため、ウェハ９１に反りが生じ、吸着による印刷装置１００のテーブル２３１へのウェハ９１の固定が困難になり、吸着不良を知らせるアラームによる生産停止や、ウェハの破損を発生することがあった。
【０２７２】
同じアスペクト比（１．５）でも、ウェハ厚さを１６０μｍとすると、貫通孔の穴径が１００μｍを越えることになり、バックコンタクト型太陽電池９０の表面接続配線幅（グリッド電極配線幅）を考えると、表面電極配線による太陽光の照射エリアが少なくなり、変換効率が低下するといった問題を生じた。
【０２７３】
＜本実施例＞  
そこで、各種スキージによる高アスペクト開口を有する貫通孔へのペーストの充填性を検討するため、図２３に示すペースト吐出性評価治具８０を試作した。厚さ５３０μｍで、幅３ｍｍ、長さ１００ｍｍの透明なアクリル板８５に、φ６０μｍからφ２００μｍの微細な貫通孔８６を、ドリルを用いて複数個形成した。
【０２７４】
各種スキージを用いて、バックコンタクト型太陽電池セル９０の貫通孔９３に充填する銀ペーストを用いて、印刷速度３００ｍｍ／ｓｅｃの速さでスキージを移動させ、ペースト充填印刷を行い、アクリル板８５の側面からペーストの充填深さを観測した。その一例を図２４Ａ及び図２４Ｂに示す。図２４Ａ及び図２４Ｂには、特に、充填性の差が大きかった２種類のスキージについて、φ８０μｍの微細な貫通孔８６の観察結果を示した。
【０２７５】
図２４Ａに示すように、比較例で使用した平スキージ（図８の（ｂ）に示す形状）では、アクリル板８５に形成したφ８０μｍの微細な開口を有する貫通孔８６の開口部付近の壁面にペースト８７が付着するのみで、貫通孔８６内を充填することが出来なかった。なお、図２４Ａにおいて貫通穴８６の両側の黒い部分８８は、貫通穴の壁面で透過光が屈折することにより発生した部分であって、この部分にペーストは入り込んでいない。
【０２７６】
このことから、比較例で、バックコンタクト型太陽電池セル９０に形成された表裏面電極を導通するために形成した貫通孔９３へのペースト充填印刷を行った結果、上記平スキージ（図８の（ｂ）に示す形状）を用いて、この貫通孔９３へのペースト充填ができなかったことが説明できる。
【０２７７】
一方、図２４Ｂに示すように、本発明の実施例１乃至４で説明したスキージ（図８の（ａ）に示す形状）を用いた場合には、アクリル板８５の一方の面の側からの一回のペースト充填印刷によりφ８０μｍの微細な開口を有する貫通孔８６をアクリル板８５の厚さ５３０μｍまで完全にペースト８９を充填することが出来た。さらに、φ６０μｍの微細な開口を有する貫通孔８６に対しても、アクリル板８５の厚さ５３０μｍを一回の印刷で貫通孔８６内を完全に充填することが出来た。
【０２７８】
このように、本発明の実施例１乃至４で説明したスキージ（図８の（ａ）に示す形状）は、吐出性に優れたスキージであることが分かる。バックコンタクト型太陽電池セル９０に形成された表裏面電極を導通するために形成した貫通孔９３へペーストを完全に充填することが可能な印刷が達成出来るものと考えられることが判った。
【０２７９】
図２３に示すペースト吐出性評価治具８０を用いた検討結果から、貫通孔８６がφ６０μｍで、アクリル板８５の厚さ（５３０μｍ）を完全にペーストで充填することが出来たため、アスペクト比（ウェハ厚さ／貫通孔穴径）が約８．８３となり、かなり高アスペクト比の穴の内部でも充填可能なことがわかる。
【０２８０】
この検討結果を元に、比較例では実現できなかった高アスペクト開口を有する貫通孔へのペーストの充填印刷を試みた。図２５Ａ及び図２５Ｂを用いて説明する。
【０２８１】
貫通孔９３への充填印刷に使用したスキージは、本発明の実施例１乃至４で説明したスキージと同じ形状で先端部に撥液加工処理が施されたスキージ４９（図８の（ａ）に示す形状）である。また、裏面からの充填印刷の際、バックコンタクト型太陽電池セル９０のウェハ９１表面に形成されている突起状のテクスチャ９１１が、印刷装置１００のテーブル２３１に接触することにより破損が発生するのを防止するため、テクスチャ保護フィルム９４を用いた。
【０２８２】
テクスチャ保護フィルム９４は、柔軟性があり、テクスチャ９１１を破損しないように保護するのみではなく、ポーラスな材料からなっているため、テクスチャ保護フィルム９４を通して印刷機１００のテーブル２３１にウェハ９１を固定するための真空チャックを行うことが出来る。
【０２８３】
また、バックコンタクト型太陽電池セル９０の表面に形成されたグリッド電極９２と裏面に形成するバス電極９８と表裏面電極を導通するために形成した貫通孔９３へのペースト充填と同時に裏面のバス電極９８の配線パターン、即ちバス電極配線パターン４６５を形成するため、図２５の（ａ）に示したような、所定の位置に裏面のバス電極配線パターン４６５に対応した開口部５６を形成したメタルマスク５５を使用した。
【０２８４】
先ず、図２５Ａの（ａ）に示した状態、即ち、バックコンタクト型太陽電池セル９０のウェハ９１の裏面を上に向けてテーブル２３１に載置した状態から、図２５Ａの（ｂ）に示すようにメタルマスク５５をバックコンタクト型太陽電池セル９０のウェハ９１の裏面に接触させ、バックコンタクト型太陽電池セル９０に形成された貫通孔９３へのペースト充填は、ウェハ９１の裏面からのペースト充填印刷（図２５Ａの（ｂ））で行う。この１回の印刷により貫通孔９３内をペースト４６４で完全に充填でき、ウェハ９１の裏面のバス電極配線パターン４６５も同時に印刷することが出来た。
【０２８５】
次に、メタルマスク５５をウェハ９１の裏面から剥離し（図２５Ａの（ｃ））、バックコンタクト型太陽電池セル９０を反転させてウェハ９１の表面を上に向けてテーブル２３１に載置する（図２５Ｂの（ａ））。このとき、ウェハ９１の裏面に形成したバス電極配線パターン４６５がテーブル２３１に接触するのを防止するために、ウェハ９１の裏面のバス電極配線パターン４６５が形成されていない部分と接触してテーブル２３１上でウェハ９１を支持するウェハ支持部材９７の上に載置されている。ウェハ支持部材９７には、ウェハ９１の裏面に形成したバス電極配線パターン４６５と接触しないように、凹部９８が形成されている。
【０２８６】
一方、ウェハ９１の表面にはテクスチャ９１１が形成されており、この面に図２０の細線のグリッド電極配線９２のパターンを印刷する。そこで、使用するメタルマスク５７がテクスチャ９１１に接触してテクスチャ９１１上部を破損させないようにするために、乳剤からなるクッション材５８をメタルマスク５７に形成したものを使用した。メタルマスク５７には、細線のグリッド電極配線９２のパターン形成用の開口５９が形成されている。
【０２８７】
ウェハ９１の表面への細線のグリッド電極配線９２のスクリーン印刷に使用したスキージは、本発明の実施例１乃至４で説明したスキージと同じ形状で先端部に撥液加工処理が施されたスキージ４９（図８の（ａ）に示す形状）である。ウェハ９１の表面にスクリーン印刷（図２５Ｂの（ｂ））を行った後、クッション材５８を形成したメタルマスク５７をウェハ９１から剥離して（図２５Ｂの（ｃ））、グリッド電極配線９２のパターン印刷を完了した。
【０２８８】
これにより、ウェハ９１の表面に形成されたグリッド電極配線９２と裏面に印刷したバス電極配線４６５とを、貫通孔９３内に充填したペースト４６４で電気的に確実に接続することができた。
【０２８９】
本実施例によれば、アスペクト比（ウェハ厚さ／貫通孔穴径）が２（ウェハ厚さ：１６０μｍ／貫通孔穴径：φ８０μｍ）では、図２５Ａの（ｃ）に示すように、貫通孔９３には図２２の（ｄ）で説明したような空洞（キャビティ）９６が出来ず、貫通孔９３内にペーストを完全に充填させることが出来た。そのため、これ以下のアスペクト比では、貫通孔９３へのペースト充填形成が容易に出来た。ペースト充填後に熱処理して配線を形成した。
【０２９０】
アスペクト比（ウェハ厚さ／貫通孔穴径）が３（ウェハ厚さ：１８０μｍ／貫通孔穴径：φ６０μｍ）の場合であっても、貫通孔９３へ完全にペースト充填形成ができ、バックコンタクト型太陽電池９０の表面接続配線９２の幅を狭くすることが出来る。この結果、表面電極配線９２による太陽光の照射エリアが広くなり、光電変換効率を向上させることが出来た。
【０２９１】
なお、バックコンタクト型太陽電池９０の表面のグリッド電極接続配線９２は、実施例６と同様の方法で形成した。
【０２９２】
本発明は、さらに高アスペクト比の貫通孔でもペースト充填が可能なことから、シリコンウェハに多数の貫通孔が形成されたＴＳＶ半導体素子にも適用できる。
【０２９３】
このように、本発明のスキージを搭載することが可能な印刷機を用いることにより、高アスペクト比の貫通孔を一回の印刷で完全にペーストを充填することが出来、タクト短縮を達成することが出来るとともに、太陽電池の高効率化を向上することが出来た。
【０２９４】
以上のように本発明の実施態様について説明したが、上述の説明に基づいて当業者にとって種々の代替例、修正又は変形が可能であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲で前述の種々の代替例、修正又は変形を包含するものである。
【符号の説明】
【０２９５】
１、７１…スキージ    ３、７３…スキージホルダ    ５…印刷マスク表面    ６…被印刷物    ８、７８…スキージ先端の円弧状の凹形状部    ９…ペースト    １１…印刷マスク    ２１…制御盤    ２２…版枠    ２３…被印刷物支持テーブル部    １００…印刷装置    １０１…ウレタン樹脂    １０２…芯材    １０３…撥液性の膜    １１０…印刷マスク部    １２０Ｌ、Ｒ…スキージ部    １３０…スキージ駆動機構部  ４０、９０…太陽電池セル    ４１、９１…ウェハ    ４３、９２…グリッド電極    ５０、６０…印刷マスク    ５１、６１…乳剤    ５２、６２…メッシュ    ５５…メタルマスク
【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５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図６】
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【図７Ａ】
2013161871.tif 000011
【図７Ｂ】
2013161871.tif 000012
【図８】
2013161871.tif 000013
【図９】
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【図１０】
2013161871.tif 000015
【図１１】
2013161871.tif 000016
【図１２】
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【図１３】
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【図１４Ａ】
2013161871.tif 000019
【図１４Ｂ】
2013161871.tif 000020
【図１４Ｃ】
2013161871.tif 000021
【図１５】
2013161871.tif 000022
【図１６】
2013161871.tif 000023
【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
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【図２５Ａ】
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【図２５Ｂ】
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