(57)【要約】【課題】スキージに付着したペーストを除去することができるとともに、別途ペースト除去装置を設けた場合であってもペースト除去装置のメンテナンス作業を不要とする、スクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法を提供する。【解決手段】スキージ９は、マスクプレート５に押し付けられるスキージプレート９ｂと、スキージプレート９ｂを保持するスキージホルダ９ａとを備え、スキージホルダ９ａには、スキージプレート９ｂに付着したペースト１０ａに向けて気体を吹付ける気体吹付装置９ｃが設けられている。【選択図】図２
2013159065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクプレート上のペーストをスキージを用いて、所定のペーストパターンを基板表面にスクリーン印刷するスクリーン印刷装置であって、
前記スキージは、
前記マスクプレートに押し付けられるスキージプレートと、
前記スキージプレートを保持するスキージホルダと、を備え、
前記スキージプレートに付着した前記ペーストに向けて気体を吹付ける、前記スキージと一体的に移動できる気体吹付装置が設けられている、スクリーン印刷装置。
【請求項２】
スクリーン印刷時における前記スキージの移動方向の前側に、前記気体吹付装置が設けられている、請求項１に記載のスクリーン印刷装置。
【請求項３】
前記スキージを挟んで両側に、前記気体吹付装置が設けられている、請求項１または２に記載のスクリーン印刷装置。
【請求項４】
前記気体吹付装置は、前記スキージホルダに設けられている、請求項１から３のいずれかに記載のスクリーン印刷装置。
【請求項５】
マスクプレート上のペーストをスキージを用いて、所定のペーストパターンを基板表面にスクリーン印刷するスクリーン印刷装置を用いたスクリーン印刷方法であって、
前記スキージは、
前記マスクプレートに押し付けられるスキージプレートと、
前記スキージプレートを保持するスキージホルダと、を備え、
前記スキージホルダには、前記スキージプレートに付着した前記ペーストに向けて気体を吹付ける気体吹付装置が設けられ、
前記気体吹付装置により、前記スキージプレートに向けて気体を吹付ける工程を有する、スクリーン印刷方法。
【請求項６】
前記スキージプレートに向けて気体を吹付ける工程は、
前記スキージを用いて前記基板表面に所定の前記ペーストパターンをスクリーン印刷する前に行なう、請求項５に記載のスクリーン印刷方法。
【請求項７】
前記気体吹付装置により、前記スキージプレートに向けて気体を吹付ける工程において、
前記気体の吹付け方向は、前記スキージプレートの下方に配置された前記マスクプレートに向かう方向である、請求項５または６に記載のスクリーン印刷方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００１−２１２９３５号公報（特許文献１）には、基本的構成を備えるスクリーン印刷装置が開示されている。特開平４−２２８５４１号公報（特許文献２）には、スキージに付着したペーストを、スクリーン上に落とす振動板を有するスクリーン印刷装置が開示されている。
【０００３】
特開２０１０−０３６４４３号公報（特許文献３）には、スキージに付着したインク（ペースト）を掻き落すインク押し出し板を有するスクリーン印刷用スキージが開示されている。特開２００９−２７４４０１号公報（特許文献４）には、ペーストの特性に応じたスキージとペーストとの離間を行なうことができるスキージ・ペースト離間方法およびスクリーン印刷装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２１２９３５号公報
【特許文献２】特開平４−２２８５４１号公報
【特許文献３】特開２０１０−０３６４４３号公報
【特許文献４】特開２００９−２７４４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
スキージに付着したペーストを除去するために、スキージに対して別途ペースト除去装置を設けた場合には、除去装置側に付着したペーストを除去するためのメンテナンス作業が必要となる。
【０００６】
この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、スキージに付着したペーストを除去することができるとともに、別途ペースト除去装置を設けた場合であってもペースト除去装置のメンテナンス作業を不要とする、スクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に基づいたスクリーン印刷装置においては、マスクプレート上のペーストをスキージを用いて、所定のペーストパターンを基板表面にスクリーン印刷するスクリーン印刷装置であって、上記スキージは、上記マスクプレートに押し付けられるスキージプレートと、上記スキージプレートを保持するスキージホルダとを備え、上記スキージプレートに付着した上記ペーストに向けて気体を吹付ける、上記スキージと一体的に移動できる気体吹付装置が設けられている。
【０００８】
他の形態においては、スクリーン印刷時における上記スキージの移動方向の前側に、上記気体吹付装置が設けられている。
【０００９】
他の形態においては、上記スキージを挟んで両側に、上記気体吹付装置が設けられている。
【００１０】
他の形態においては、上記気体吹付装置は、上記スキージホルダに設けられている。
この発明に基づいたスクリーン印刷方法においては、マスクプレート上のペーストをスキージを用いて、所定のペーストパターンを基板表面にスクリーン印刷するスクリーン印刷装置を用いたスクリーン印刷方法であって、上記スキージは、上記マスクプレートに押し付けられるスキージプレートと、上記スキージプレートを保持するスキージホルダと、を備え、上記スキージホルダには、上記スキージプレートに付着した上記ペーストに向けて気体を吹付ける気体吹付装置が設けられ、上記気体吹付装置により、上記スキージプレートに向けて気体を吹付ける工程を有する。
【００１１】
他の形態においては、上記スキージプレートに向けて気体を吹付ける工程は、上記スキージを用いて上記基板表面に所定の上記ペーストパターンをスクリーン印刷する前に行なう。
【００１２】
上気体吹付装置により、上記スキージプレートに向けて気体を吹付ける工程において、上記気体の吹付け方向は、上記スキージプレートの下方に配置された上記マスクプレートに向かう方向である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、スキージに付着したペーストを除去することができるとともに、別途ペースト除去装置を設けた場合であってもペースト除去装置のメンテナンス作業を不要とする、スクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態におけるスクリーン印刷装置の構成を示す図である。
【図２】実施の形態におけるスキージの詳細構造を示す図である。
【図３】実施の形態におけるスクリーン印刷装置およびマスクプレートの平面図である。
【図４】実施の形態におけるスクリーン印刷装置に採用される気体吹付装置の気体吹き出しノズルの形態を示す第１の図である。
【図５】実施の形態におけるスクリーン印刷装置に採用される気体吹付装置の気体吹き出しノズルの形態を示す第２の図である。
【図６】実施の形態におけるスクリーン印刷装置に採用される気体吹付装置の気体吹き出しノズルの形態を示す第３の図である。
【図７】実施の形態におけるスクリーン印刷装置に採用される気体吹付装置の気体吹き出しノズルの形態を示す第４の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一実施の形態におけるスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法ついて、図１から図７に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、本実施の形態の図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとする。
【００１６】
また、以下に説明する実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。また、同一の部品、相当部品に対しては、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰り返さない場合がある。
【００１７】
（スクリーン印刷装置１００）
図１を参照して、本実施の形態におけるスクリーン印刷装置１００の構成について説明する。図１は、本実施の形態におけるスクリーン印刷装置１００の概略構成を示す図である。
【００１８】
このスクリーン印刷装置１００は、移動テーブル１を有する。移動テーブル１には、基板保持部２が設けられている。基板保持部２はワークであるシリコン基板等の基板３を保持している。移動テーブル１を駆動することにより、基板３は水平方向および上下方向に移動する。
【００１９】
基板保持部２の上方にはスクリーンマスク４が配設されている。スクリーンマスク４は、マスクプレート５とこのマスクプレート５の周囲を取り囲む枠部材４ａとを備える。
【００２０】
マスクプレート５の下面と基板３の上面との間に所定の隙間（ｈ）を形成させた状態（オフコンタクト状態）でスクリーン印刷が行なわれる。移動テーブル１を駆動して基板保持部２を上下動させることにより、マスクプレート５の下面と基板３の上面との間の隙間ｈの距離（ｈ）が調整される。
【００２１】
スクリーンマスク４の上方にはスキージヘッド６が配設されている。スキージヘッド６は、移動フレーム７を有する。この移動フレーム７の下端側には、スキージ昇降シリンダ８が固定されている。スキージ昇降シリンダ８は、ロッド８ｒを有し、このロッド８ｒの下端にスキージ９が装着されている。スキージ９の高さ位置は、ロッド８ｒの昇降（図中のＺ２方向）位置を制御することにより調整される。
【００２２】
本実施の形態では、スキージ９は、マスクプレート５の法線に対して傾斜するようにロッド８ｒに固定されている。移動フレーム７は、スキージ移動テーブル１１のナット１３と結合されている。ナット１３には送りねじ１４が螺入されている。送りねじ１４をモータ１２によって回転駆動することによりスキージヘッド６は水平方向（図中Ｘ１方向）に移動する。
【００２３】
スクリーン印刷時には、スキージ昇降シリンダ８を駆動してスキージ９を下降させる。スキージ９の下端部をマスクプレート５の上面に当接させて押し下げ、マスクプレート５の下面を基板３の上面に押し当てた状態で、スキージヘッド６を水平方向（図中Ｘ１方向）に移動させる。これにより、ペースト（半田ペースト）１０を基板３の上面に印刷する。
【００２４】
（スキージ９）
図２を参照して、本実施の形態におけるスキージ９の詳細構造について説明する。本実施の形態におけるスキージ９は、スキージホルダ９ａと、スキージホルダ９ａに保持されるスキージプレート９ｂを有する。このスキージプレート９ｂには、弾性変形可能なウレタンゴム等が用いられる。
【００２５】
本実施の形態におけるスキージ９は、気体吹付装置９ｃを有する。この気体吹付装置９ｃは、スキージプレート９ｂの表面に付着したペースト１０ａに向けて空気を吹付ける（図中矢印Ａ方向）ことにより、スキージプレート９ｂの表面に付着したペースト１０ａに非接触で、スキージプレート９ｂの下方に位置するマスクプレート５上にペースト１０ａを落下させる。
【００２６】
本実施の形態においては、気体吹付装置９ｃは、スキージホルダ９ａに設けられている。なお、この構成に限定されず、気体吹付装置９ｃがスキージ９ｂと一体的に移動できる構成であれば、どのような構成であってもかまわない。
【００２７】
また、本実施の形態では、気体として空気を用いているが、気体は空気に限定されるものではない。ヘリウム、窒素等の不活性ガスを用いてもよい。
【００２８】
湿度の少ない気体を吹き付ける場合はペーストに含まれる水分の蒸発に注意を払う必要があり、加湿機等の湿度コントロール装置をスクリーン印刷装置に組み合わせる事によって、スクリーン印刷装置内の湿度をペーストが乾いて固化しない程度に保つように制御することが好ましい。
【００２９】
本実施の形態では、スキージ９の印刷時の進行方向から見て前側に、気体吹付装置９ｃが設けられている。これは、印刷時には、スキージ９の前進側にペーストが位置するからである。
【００３０】
図３に、マスクプレート５の平面図を示す。マスクプレート５には、印刷パターン領域５Ｐが設けられている。印刷パターン領域５Ｐには、基板３の電極配置に対応して多数の開口部が形成されている。
【００３１】
スキージ９を図中の矢印Ｘ１方向に移動させてスクリーン印刷を行なう場合には、スキージ９と印刷パターン領域５Ｐとの間に所定量のペースト１０が準備されている。その後、スキージ９がマスクプレート５上に下降するとともに、スキージ９がマスクプレート５の上面を擦りながら移動し、印刷パターン領域５Ｐのパターンに応じて、基板３上に所定のパターンが印刷される。
【００３２】
基板３へのパターンの印刷後、スキージプレート９ｂの表面にペースト１０ａが付着していることが考えられる。スキージプレート９ｂの先端は、マスクプレート５に擦れることから、スキージプレート９ｂの先端側に付着したペースト１０ａは、再度印刷されるペーストとして利用される。
【００３３】
しかし、スキージプレート９ｂの根元側（スキージホルダ９ａ側）に付着したペースト１０ａは、マスクプレート５に擦れることが無いため、そのままスキージプレート９ｂに付着した状態のままとなる。
【００３４】
そこで、印刷工程が終了し、次工程の印刷を行なう前に、スキージ９がマスクプレート５から離れ上昇する段階で、気体吹付装置９ｃを駆動させて、スキージプレート９ｂの表面に付着したペースト１０ａに空気を吹付け、非接触でマスクプレート５上にペースト１０ａを落下させる。
【００３５】
これにより、マスクプレート５上に落下したペースト１０ａは、再度スクリーン印刷に用いられることから、ペースト不足が解消され、ペーストの有効活用を図ることが可能となる。
【００３６】
移動テーブル１による基板保持部２の昇降、気体吹付装置９ｃの駆動、モータ１２の駆動、およびスキージ昇降シリンダ８の駆動制御は、制御部１６および記憶部１７により実行される。記憶部１７には、印刷対象の基板品種毎に、使用されるスクリーンマスク４のパターンデータ、オフコンタクト印刷におけるマスクプレート５と基板３の表面との間の隙間（ｈ）寸法のデータを記憶している。
【００３７】
（気体吹付装置９ｃの気体吹き出しノズルの形態）
ここで、図４から図７を参照して、気体吹付装置９ｃの気体吹き出しノズルの形態について説明する。図４から図７は、気体吹付装置９ｃに採用される各種気体吹き出しノズルの形態を示す図である。
【００３８】
図４は、気体吹付装置９ｃの長手方向に沿って長穴形状のエアー噴出し穴９０ａが設けられている。エアー噴出し穴９０ａの気体吹付装置９ｃの移動方向（Ｘ１）に沿った開口長さＨは、約０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。
【００３９】
図５は、気体吹付装置９ｃの長手方向に沿って所定のピッチで複数個設けられるエアー噴出し穴９０ｂを採用した場合を示す。長手方向のエアー噴出し穴９０ｂの幅Ｗは、約３ｍｍ程度、エアー噴出し穴９０ｂの配置間隔Ｐは、１０ｍｍ程度である。
【００４０】
図４に示す構成と図５に示す構成とを比較した場合、単位時間当たりに供給される空気の量が同じ場合には、図４に示す構成よりも図５に示す構成の方が、ノズルから吐出される空気の勢いは強くなる。また、ノズルから吐出される空気の勢いが同じ場合には、図５に示す構成よりも図４に示す構成の方が、単位時間当たりの空気の消費量が多くなる。
【００４１】
図６に、気体吹付装置としてエアー噴出し穴９０ｃをスキージプレート９ｂの長手方向（図中のＹ１方向）に沿って移動させる場合を示す。エアー噴出し穴９０ｃの直径は、約０．３ｍｍ〜０．５ｍｍ程度である。このエアー噴出し穴９０ｃをスキージプレート９ｂの長手方向に沿って移動させることによっても、スキージプレート９ｂの表面に付着したペースト１０ａに空気を吹付け、非接触でマスクプレート５上にペースト１０ａを落下させることができる。
【００４２】
上記実施の形態におけるスキージ９には、印刷方向の前進側にのみ、気体吹付装置９ｃを設けた場合について説明しているが、これに限定されるものではない。スキージ９の往復運動によりスクリーン印刷を行なう場合には、スキージ９の両側にペースト１０ａが付着することが考えられる。
【００４３】
このような場合には、図７に示すように、スキージ９の両側に気体吹付装置９ｃを設けるとよい。気体吹付装置９ｃの構成としては、図４に示した長穴形状のエアー噴出し穴９０ａ、図５に示した所定のピッチで複数個設けられるエアー噴出し穴９０ｂ、および図６に示したスキージプレート９ｂの長手方向に沿って移動するエアー噴出し穴９０ｃのいずれの構成の採用も可能である。
【００４４】
（作用・効果）
このように、本実施の形態におけるスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法によれば、気体吹付装置９ｃを駆動させて、スキージプレート９ｂの表面に付着したペースト１０ａに空気を吹付けることにより、前工程のスクリーン印刷においてスキージプレート９ｂの表面に付着したペースト１０ａに非接触で、マスクプレート５上にペースト１０ａを落下させることができる。
【００４５】
その結果、スキージプレート９ｂに付着したペースト１０ａを除去することができるとともに、別途気体吹付装置９ｃには、ペースト１０ａが付着することはないため、気体吹付装置９ｃを設けた場合であっても気体吹付装置９ｃのメンテナンス作業を行なう必要はない。これにより、スクリーン印刷装置１００のメンテナンスによる非稼働時間の低減を図ることが可能となる。
【００４６】
また、気体吹付装置９ｃのスキージプレート９ｂへの空気を吹付けを、前工程のスクリーン印刷の終了後、次工程のスクリーン印刷を行なう前に実施することで、マスクプレート５上に落下させたペースト１０ａを次工程のスクリーン印刷に使用することが可能となる。
【００４７】
なお、本発明の実施の形態について説明したが、今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
上述のスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法は、裏面電極型結晶太陽電池の焼成電極印刷工程に用いることが可能であり、金属ペーストを基板上にパターン印刷する際に本発明に基づくスクリーン印刷装置およびスクリーン印刷方法を用いることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１  移動テーブル、２  基板保持部、３  基板、４  スクリーンマスク、４ａ  枠部材、５  マスクプレート、５Ｐ  印刷パターン領域、６  スキージヘッド、７  移動フレーム、８  スキージ昇降シリンダ、８ｒ  ロッド、９  スキージ、９ａ  スキージホルダ、９ｂ  スキージプレート、９ｃ  気体吹付装置、１０，１０ａ  ペースト、１１  スキージ移動テーブル、１２  モータ、１３  ナット、１４  ねじ、１６  制御部、１７  記憶部、９０ａ，９０ｂ，９０ｃ  穴、１００  スクリーン印刷装置。
【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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