(57)【要約】【課題】スクリーンマスクのパターン孔への隙間無いインク充填を実現して、気泡による印刷の断線、欠けを低減できるスクリーン印刷装置を提供する。【解決手段】スクリーン印刷装置は、スキージ１１と、印刷ステージ５１と、振動源６１とを備えている。スキージ１１によりスクリーンマスク２１の上面を摺動することにより、印刷ステージ５１の上部に配置されたスクリーンマスク２１のパターン孔２２からペーストインキ４１が充填され、さらにスクリーンマスク２１が被印刷物３１から離れることによって、被印刷物３１に印刷がなされる。印刷ステージ５１の盤面下側に接続された振動源６１は、印刷ステージ５１の表面に横波の振動を発生させる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
印刷ステージと、
前記印刷ステージの上部に配置されパターン孔が形成されたスクリーンマスクと、
スクリーンマスクの上面を摺動することによりインキを前記パターン孔へ充填して前記印刷ステージ上に配置された被印刷物へ転写するスキージと、
を備えているスクリーン印刷装置において、
前記印刷ステージを振動する少なくとも１つ以上の振動源を備えていることを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項２】
前記振動源の１つは前記印刷ステージの略中央に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のスクリーン印刷装置。
【請求項３】
前記振動源は、前記印刷ステージに加える振動の周波数が１５ｋＨｚ〜２５ｋＨｚの範囲のいずれかの値であることを特徴とする請求項２に記載のスクリーン印刷装置。
【請求項４】
前記振動源は、前記印刷ステージに加える振動の振幅が前記インキの粒子の粒径の４０％〜８０％の範囲のいずれかの値であることを特徴とする請求項３に記載のスクリーン印刷装置。
【請求項５】
前記印刷ステージは、その上面の形状が正方形、長方形、円形のいずれかであり、印刷ステージの長さ寸法Ｌおよび幅寸法Ｗが、印刷ステージに加えられる振動の半波長をλとし、任意の整数ｎ、ｍとすると、
（ｎ＋１／１２）×λ≦Ｌ≦（ｎ＋１１／１２）×λ、
（ｍ＋１／１２）×λ≦Ｗ≦（ｍ＋１１／１２）×λ
の関係にあることを特徴とする請求項４に記載のスクリーン印刷装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギャップ印刷を行うスクリーン印刷装置に係り、特に、気泡による印刷の断線や欠けを低減する機構を持ったスクリーン印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
スクリーン印刷は、比較的少ないプロセスでパターン形成が可能であり、ディスプレーやモバイル機器、太陽電池などの製造分野で使用されている。また、大面積にも対応していることから、大型ディスプレーの配線形成への応用が期待されている。
スクリーン印刷の高品質化には、ペーストインキをスクリーン上に供給し、そのペーストをパターン孔に精密に充填させ、パターン孔内のペーストを被印刷体へ正確に転写させることが必要である。
【０００３】
しかし、既存の技術では、スクリーンマスク、スキージ、ペーストインキなど単独部品、単独材料の改造に主眼が置かれ、ペーストレオロジーの改良、スクリーンの抜け性、変形の改良など、個々の部品や材料の改良など部分的な改良を中心に行なわれてきた。
部材の高品質化によって、スクリーン印刷で形成される配線パターンの微細化、細線化から、要求される印刷技術は年々高まってきており、部品や材料の改良だけでは対応が難しくなってきている。
この対策として、特許文献１に開示の技術では、スクリーン印刷装置のスキージの機構を変更することで印圧を制御し、印刷を安定させる手段を採っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４‐０９８５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、スキージの機構が大掛かりとなる上、広い範囲でスクリーンマスクを抑えることになるため、パターン孔を覆ってしまい、スキージングの際にパターン孔内のエア抜けを妨げるため、印刷品質の低下に繋がるという不具合がある。
本発明の目的は、スクリーンマスクのパターン孔への隙間無いインク充填を実現して、気泡による印刷の断線、欠けを低減できるスクリーン印刷装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）本発明は、印刷ステージと、前記印刷ステージの上部に配置されパターン孔が形成されたスクリーンマスクと、スクリーンマスクの上面を摺動することによりインキを前記パターン孔へ充填して前記印刷ステージ上に配置された被印刷物へ転写するスキージと、を備えているスクリーン印刷装置において、前記印刷ステージを振動する少なくとも１つ以上の振動源を備えていることを特徴とするスクリーン印刷装置である。
【０００７】
（２）この場合に、前記振動源の１つは前記印刷ステージの略中央に設けられていることを特徴とするようにしてもよい。
（３）また、前記振動源は、前記印刷ステージに加える振動の周波数が１５ｋＨｚ〜２５ｋＨｚの範囲のいずれかの値であることを特徴とするようにしてもよい。
（４）この場合に、前記振動源は、前記印刷ステージに加える振動の振幅が前記インキの粒子の粒径の４０％〜８０％の範囲のいずれかの値であることを特徴とするようにしてもよい。
【０００８】
（５）この場合に、前記印刷ステージは、その上面の形状が正方形、長方形、円形のいずれかであり、印刷ステージの長さ寸法Ｌおよび幅寸法Ｗが、印刷ステージに加えられる振動の半波長をλとし、任意の整数ｎ、ｍとすると、
（ｎ＋１／１２）×λ≦Ｌ≦（ｎ＋１１／１２）×λ、
（ｍ＋１／１２）×λ≦Ｗ≦（ｍ＋１１／１２）×λ
の関係にあることを特徴とするようにしてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、印刷ステージを振動源により微少振動させることで、印刷の際にスクリーンマスクと印刷ステージの間に微小の隙間が発生する。この隙間によりスクリーンマスクのパターン孔にトラップされた気泡が外へ出ることが可能となり、インキがパターン孔に隙間無く充填される。このインキが被印刷物に転写されることで、断線や欠けの無い印刷を実現することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態にかかるスクリーン印刷装置による印刷の様子の断面を側面側から見た一例を示す概略図である。
【図２】本発明の一実施形態にかかるスクリーン印刷装置において振動源により印刷ステージの振動を行わなかった場合のパターン孔の周辺を拡大した拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかるスクリーン印刷装置において振動源により印刷ステージの振動を行なった場合のパターン孔の周辺を拡大した拡大断面図である。
【図４】本発明の一実施形態にかかるスクリーン印刷装置においてスクリーンマスクと被印刷物との間の間隙周辺を拡大した拡大断面図である。
【図５】本発明の一実施形態にかかるスクリーン印刷装置において振動源の配置について説明する平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態にかかるスクリーン印刷装置による印刷の様子の断面を側面側から見た一例を示す概略図である。このスクリーン印刷装置は、スキージ１１と、印刷ステージ５１と、振動源６１とを備えている。スキージ１１によりスクリーンマスク２１の上面を摺動することにより、印刷ステージ５１の上部に配置されたスクリーンマスク２１のパターン孔２２からペーストインキ４１が充填され、さらにスクリーンマスク２１が被印刷物３１から離れることによって、被印刷物３１に印刷がなされる。印刷ステージ５１の盤面下側に接続された振動源６１は、印刷ステージ５１の表面に横波の振動を発生させる。
【００１２】
図２は、図１の装置において、振動源６１により印刷ステージ５１の振動を行わなかった場合のパターン孔２２の周辺を拡大した拡大断面図である。これは、パターン孔２２に気泡７１がトラップされる様子を断面から観察した一例の概略図である。振動源６１により印刷ステージ５１の振動を行わなかった場合には、ペーストインキ４１の転写の際に、スクリーンマスク２１と被印刷物３１との間に隙間がなく、ペーストインキ４１内にトラップされた気泡７１の逃げ道が無くなるため、被印刷物３１には印刷欠けや印刷の断線が発生する。
【００１３】
図３は、図１の装置において、振動源６１により印刷ステージ５１の振動を行なった場合のパターン孔２２の周辺を拡大した拡大断面図である。すなわち、同図は、スクリーン印刷装置で印刷を行った際の、パターン孔２２にトラップされた気泡７１が、印刷ステージ５１の振動によって発生したスクリーンマスク２１と被印刷物３１との間の間隙８１から抜けていく動向を断面から観察した一例の概略図である。
【００１４】
図２のように振動源６１により印刷ステージ５１の振動を行なわなかった場合に比べて、本実施形態のスクリーン印刷装置では印刷ステージ５１を振動源６１で振動させることにより、スクリーンマスク２１と被印刷物３１の間に間隙８１を作り出し、気泡７１がパターン孔２２の外部へと出ることが出来る。このように気泡７１を外部へと出すことで、パターン孔２２にペーストインキ４１が隙間無く充填され、ペーストインキ４１の被印刷物３１への転写時に印刷の欠けや断線の発生を防ぐことが出来る。
【００１５】
図４は、スクリーンマスク２１と被印刷物３１との間の間隙８１周辺を拡大した拡大断面図である。ペーストインキ４１に含まれるペーストインキ粒子４２の大きさが、印刷ステージ５１の振動によって発生したスクリーンマスク２１と被印刷物３１との間の間隙８１よりも大きいことをしめしている。すなわち、間隙８１の大きさをインキ粒子４２より小さくすることで、ペーストインキ４１が間隙８１より滲み出すことを防ぐことが出来ることがわかる。
【００１６】
振動源６１には電歪素子が用いられ、材質はチタン酸ジルコン酸鉛が使用されている。電歪素子の寸法は、駆動周波数に反比例して小さくなる。機械的振動を得るためには、ある程度の大きさの駆動周波数が必要であり、１０ｋＨｚ〜２５ｋＨｚ程度であることが望ましい。また、気泡７１がトラップされるエリアは微小である。任意の場所で常に間隙８１を得るためには、駆動周波数は１５ｋＨｚ以上であることが望ましい。上記２点から、これに限定されるものではないが駆動周波数は１５ｋＨｚ〜２５ｋＨｚであることが望ましい。
【００１７】
さらに、振動は振動源６１を中心とした波として印刷ステージ５１上を伝わっていく。このときに印刷ステージ５１上に得られる振動は、振動源６１から伝播した進行波と、印刷ステージ５１端部から反射された反射波の合成となり、進行波と反射波の位相によって、得られる振幅の大きさが決まる。この位相が同相の場合、印刷ステージ５１上には定在波が発生し、一定の場所に振幅の山と谷が現れる。また、逆相の場合は進行波と反射波がお互いに打ち消すように働くため、振動を得ることができない。このため、印刷ステージ５１上に均一な大きさの振動を得るためには、進行波と反射波の位相をある程度ずらす必要があり、印刷ステージ５１の寸法で調整をすることが出来る。
【００１８】
最適な印刷ステージ５１の寸法は、長さ寸法Ｌ及び幅寸法Ｗが、印刷ステージに加えられる振動の半波長λ、任意の整数ｎ、ｍとすると、“（ｎ＋１／１２）×λ≦Ｌ≦（ｎ＋１１／１２）×λ、（ｍ＋１／１２）×λ≦Ｗ≦（ｍ＋１１／１２）×λ”であることが望ましい。また、均一な振動を得るためには、振動源６１は少なくとも印刷ステージ５１の略中央に位置することが望ましい。さらに複数の振動源６１を設置する場合は、図５に示すように、１つの振動源６１は印刷ステージ５１の略中央に配置し、他の振動源６１は印刷ステージ５１の略中央の振動源６１から半波長の整数倍の距離Ｐとなるような位置（図５の点線上）に設置する必要がある。
【００１９】
次いで、印刷ステージ５１上に得られる振動の振幅が小さいと間隙８１がほとんど発生しないため、気泡７１がパターン孔２２から抜け出すことが出来ない。逆に、ペーストインキ粒子４２に比べ大きすぎると、ペーストインキ４１が滲み出してしまう。そこで、印刷ステージ５１上に得られる振動の振幅の大きさは、ペーストインキ粒子４２の粒径の４０％〜８０％であることが望ましい。
【００２０】
ペーストインキ粒子４２の具体例としては、銀、銅、錫と銀の合金などからなる粒子が挙げられる。ペーストインキ粒子４２の粒径は、０．５〜３μｍが好ましい。特に錫と銀の合金などからなる粒子の場合、１０〜２０μｍで用いられる。
ペーストインキ４１に含まれる樹脂としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂などが挙げられるが、特に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００２１】
１１    スキージ
２１    スクリーンマスク
２２    パターン孔
５１    印刷ステージ
６１    振動源
【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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