(57)【要約】【課題】  版離れ性が良好で、高い印刷精度を確保できる、スクリーン印刷装置。【解決手段】  本発明のスクリーン印刷装置は、被印刷体の一面に所定のパターンで印刷材料を印刷するスクリーン印刷装置であって、パターンに対応する開口部を有する印刷領域と、磁性体よりなり印刷領域以外の領域に形成され印刷領域よりも厚い厚板部と、を有するマスクと、印刷領域を加圧しつつ印刷材料を印刷領域に押し広げながらマスクの上方を少なくとも一方向に移動するスキージと、厚板部上にあってスキージの後方をスキージとともに移動する磁石と、を備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被印刷体の一面に所定のパターンで印刷材料を印刷するスクリーン印刷装置であって、
前記パターンに対応する開口部を有する印刷領域と、磁性体よりなり前記印刷領域以外の領域に形成され前記印刷領域よりも厚い厚板部と、を有するマスクと、
前記印刷領域を加圧しつつ前記印刷材料を前記印刷領域に押し広げながら前記マスクの上方を少なくとも一方向に移動するスキージと、
前記厚板部上にあって前記スキージの後方を前記スキージとともに移動する磁石と、
を備えることを特徴とするスクリーン印刷装置。
【請求項２】
前記マスクの前記印刷領域が、磁性体よりな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】
前記マスクの厚さが、前記印刷領域において５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のスクリーン印刷装置。
【請求項４】
前記厚板部が、前記スキージの移動方向に連続して形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のスクリーン印刷装置。
【請求項５】
前記厚板部が、前記スキージの移動方向において前記印刷領域の両側に形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか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、印刷材料を被印刷体に印刷するスクリーン印刷装置に関し、例えば、半田ペースト、銀ペースト、フラックス等を所定パターンにして、ウエハまたは回路基板等に印刷するスクリーン印刷装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＳＩ、コンデンサ素子、抵抗素子等（以下、電子素子という場合がある。）の実装や半田バンプの形成では、半田ペーストや銀ペースト、あるいはフラックス（以下、ペースト等という場合がある。）を配置する際に、スクリーン印刷装置が用いられる。
【０００３】
図５は、従来のオフコンタクト方式のスクリーン印刷装置１ｃの一例である。スクリーン印刷装置１ｃは、マスク１１４ｃを、弾性を有する部材１１１を介して、枠部１１２に張設していて、ペーストｆを、マスク１１４ｃの開口部１１３を通して、マスク１１４ｃの下方に配した不図示の基板ｋに供給している。そして、スクリーン印刷装置１ｃは、図６（ａ）に示すように、マスク１１４ｃの下面と基板ｋの上面との間に、所定の初期間隙Ｇ（以下、スナップオフと言う場合がある。）を形成し、ペーストｆを供給する際には、マスク１１４ｃがスキージ１２の押圧力により基板ｋに当接し、その後、マスク１１４ｃが部材１１１の弾性により初期の形状に復元できるようにしている。
【０００４】
近年、配線の狭幅化や狭ピッチ化が進んでおり、スクリーン印刷装置１ｃは、高い印刷精度を確保するために、スナップオフＧを小さくする傾向にある。しかし、従来のスクリーン印刷装置１ｃは、スナップオフＧを小さくすると、マスク１１４ｃや部材１１１の弾性復元力が小さくなり、図６（ｂ）に示すように、開口部１１３に供給したペーストｆによりマスク１１４ｃと回路基板ｋとが粘着し、版離れ性が悪くなることがある。版離れ性が悪くなると、印刷パターンが滲んでしまい、印刷精度は悪くなる。
【０００５】
上記問題を解決するスクリーン印刷装置として、スキージの移動方向の後方に磁力発生手段を設け、スキージが通過した直後のマスクを、磁力で上方に強制的に引き上げるスクリーン印刷装置が知られている。（例えば、特許文献１。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許４４２７７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の装置は、磁力によりマスクを基板から強制的に引き離すことができ、版離れ性を改善して、高い印刷精度を確保することができる。しかし、特許文献１の装置は、マスクを薄くしてさらに印刷精度を高くしようとすると、マスクが包含できる磁束量が減り、マスクを引き上げる磁力が低下して、版離れ性が悪くなることがある。また、マスクが薄くなると、マスク自身が伸びやすくなるので、マスクの張力を上げて版離れ性を改善しようとすることは、逆に印刷精度が悪くすることになる。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、版離れ性が良好で、高い印刷精度を確保することができる、スクリーン印刷装置を提供することを目的にしている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のスクリーン印刷装置は、被印刷体の一面に所定のパターンで印刷材料を印刷するスクリーン印刷装置であって、前記パターンに対応する開口部を有する印刷領域と、磁性体よりなり前記印刷領域以外の領域に形成され前記印刷領域よりも厚い厚板部と、を有するマスクと、前記印刷領域を加圧しつつ前記印刷材料を前記印刷領域に押し広げながら前記マスクの上方を少なくとも一方向に移動するスキージと、前記厚板部上にあって前記スキージの後方を前記スキージとともに移動する磁石と、を備えている。
【００１０】
また、本発明のスクリーン印刷装置は、前記マスクの前記印刷領域が、磁性体よりなること好ましい。
【００１１】
また、本発明のスクリーン印刷装置は、前記マスクの厚さが、前記印刷領域において５０μｍ以下であることが好ましい。
【００１２】
また、本発明のスクリーン印刷装置は、前記厚板部が、前記スキージの移動方向に連続して形成されていることが好ましい。
【００１３】
また、本発明のスクリーン印刷装置は、前記厚板部が、前記スキージの移動方向において前記印刷領域の両側に形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、版離れ性が良好で、高い印刷精度を確保できる、スクリーン印刷装置にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態の装置を示す斜視図である。
【図２】図１の装置について、磁石ユニット位置における幅方向断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態の装置を示す斜視図である。
【図４】図３の装置について、磁石ユニット位置における幅方向断面図である。
【図５】従来のスクリーン印刷装置を示す斜視図である。
【図６】図５の装置について、磁石ユニット位置における幅方向断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明のスクリーン印刷装置の実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下の実施形態は、基板上の電極パターンに、銀ペーストを印刷するスクリーン印刷装置について示しているが、本発明のスクリーン印刷装置は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１７】
［第１実施形態］
図１と図２に示すように、本発明の第１実施形態のスクリーン印刷装置１ａは、主な構成要素として、スクリーン１１とスキージ１２と磁石ユニット１３を有している。そして、付属する構成要素として、スキージ１２と磁石ユニット１３を移動させるガイド部１４と、スクリーン１１の下方に配されて基板ｋを載置するテーブル１５を有している。
【００１８】
まず、スクリーン１１は、磁性体よりなるマスク１１４ａと、マスク１１４ａを支持する枠状の支持部１１２と、を有していて、マスク１１４ａを、弾性を有する部材１１１を介して、支持部１１２の内側に張設している。そして、マスク１１４ａは、中央に、基板上の電極パターンに対応する複数の開口部１１３（以下、開口部１１３を含む領域を印刷領域１１６と称する）を形成していて、その両側に、スキージ１２の移動方向に連続する厚板部Ｈを形成している。
【００１９】
また、スクリーン印刷装置１ａは、図２（ａ）に示すように、オフコンタクト方式の装置であり、マスク１１４ａと基板ｋを位置合わせする際、マスク１１４ａの裏面と基板ｋの上面との間にスナップオフＧを形成できるようにしている。そして、平板状のテーブル１５は、基板ｋを上面に載置し、真空吸着により固定できるようにしている。
【００２０】
なお、マスク１１４ａの印刷領域１１６は、磁性ステンレス鋼やニッケル合金等を材料とする、磁性薄板あるいは箔の部材により形成することができる。そして、開口部１１３は、レーザ加工やエッチング加工、精密電気鋳造法など周知の加工方法で形成することができる。
また、マスク１１４ａの厚板部Ｈは、Ｎｉ等の磁性めっきをマスク１１４ａ上に形成するか、あるいは、別途作成した磁性薄板をマスク１１４ａ上に接着して、印刷領域１１６より厚く形成する。なお、厚板部Ｈは、磁性体であればよく、印刷領域１１６と同じ材質であっても、異なる材質であってもよい。
【００２１】
上記のように、マスク１１４ａに厚板部Ｈを形成することにより、磁石ユニット１３からの磁束が、厚板部Ｈにおいて飽和しないようにすることができる。これにより、マスク１１４ａを基板ｋから強く引き上げる磁力を発生することができ、版離れ性を改善して、高い印刷精度を確保することができる。なお、厚板部Ｈの厚さは、版離れ性を改善するのに必要な磁力に応じて適宜設定することができ、具体的には、８０μｍ以上の厚さにすることが好ましい。
【００２２】
また、厚板部Ｈは、マスク１１４ａのスキージ１２側にのみ凸の形状に形成することが好ましい。このようにすることで、スナップオフＧの間隔を均一することができ、高い印刷精度を確保することができる。
そして、厚板部Ｈは、スキージの移動方向に連続して形成することが好ましい。このようにすることで、磁石ユニット１３を移動させた際、マスク１１４ａを基板ｋから引き上げる磁力を連続して発生することができ、安定した版離れ性にして高い印刷精度を確保することができる。
そして、厚板部Ｈは、スキージ１２の移動方向において、印刷領域１１６の両側に形成することが好ましい。このようにすることで、マスク１１４ａを基板ｋからバランスよく引き上げることができ、安定した版離れ性にして高い印刷精度を確保することができる。
【００２３】
なお、マスク１１４ａは、印刷領域１１６の厚さを、印刷する銀ペーストｇの量や、基板の電極の大きさ等を考慮して設定することができる。
ただし、本実施形態のマスク１１４ａは、厚板部Ｈが無いと磁石ユニット１３の引き上げる磁力が弱く、版離れ性が悪くなるような厚さに適用して、高い印刷精度を確保することが好ましく、印刷領域１１６の厚さが５０μｍ以下のマスク１１４ａに適用することが好ましい。
なお、マスク１１４ａの厚さを１０μｍ未満にすると、マスク１１４ａが伸びて印刷精度が悪くなりやすくなる。よって、マスク１１４ａの厚さは、１０〜５０μｍにすることがより好ましい。
【００２４】
スキージ１２は、プラスチック系やゴム系の材料からなる平板状の部材であり、印刷領域１１６を包含可能な幅に形成されている。そして、スキージ１２は、マスク１１４ａの上面に配されて、その下端を印刷領域１１６に当接して、マスク１１４ａを基板ｋの方向に加圧できるようにしている。また、スキージ１２は、図１に示すように、マスク１１４ａの一端から他端に向かい水平に移動可能なガイド部１４に取り付けられていて、矢印の方向に移動して、マスク１１４ａの上面に供給された銀ペーストｇを、印刷領域１１４ａの全体に広げながら開口部１１３に充填できるようにしている。
【００２５】
磁石ユニット１３は、磁極を上下方向に揃えた複数の磁石をスキージの幅方向に配列したものであり、図２（ａ）の矢示する方向にマスク１１４ａを引き上げる磁力発生手段である。そして、磁石ユニット１３は、スキージ１２の移動方向の後方に位置するようにガイド部１４に固定され、スキージ１２と所定の間隔を維持しつつスキージ１２と同期して移動できるようにしている。また、磁石ユニット１３は、移動方向に対する幅を、スキージ１２より広くしていて、印刷領域１１６の両側に形成された厚板部Ｈ上を、磁石ユニット１３が移動できるようにしている。
【００２６】
ここで、磁石ユニット１３は、スキージ１２の後方に接近させて設けることが好ましい。このようにすることで、開口部１１３に銀ペーストｇを充填した直後に、マスク１１４ａを引き上げることができ、銀ペーストｇの滲みを抑制して、高い印刷精度を確保することができる。
また、磁石ユニット１３は、マスク１１４ａに対して、下面が厚板部Ｈの上面に接触できる程度の高さにすることが好ましい。磁石ユニット１３が厚板部Ｈを引き上げる磁力は、磁石ユニット１３と厚板部Ｈとの距離の２乗に比例して減衰することから、上記の配置にすることで、マスク１１４ａを強い磁力で引き上げることができ、版離れ性を改善して、高い印刷精度を確保することができる。
さらに、磁石ユニット１３の厚板部Ｈと対向する下端部分に、厚板部Ｈと同程度の凹状段差を形成してもよい。このような形状にすることで、磁石ユニット１３をマスク１１４ａの印刷領域１１６にも磁石ユニット１３を近接もしくは接触させることができ、マスク１１４ａを更に強い磁力で引き上げて、より高い印刷精度を確保することができる。
【００２７】
なお、磁石ユニット１３は、マスク１１４ａを引き上げる吸引力を発生できるものであれば、永久磁石でも、電磁石でもよい。
また、磁石ユニット１３の下端と、厚板部Ｈの上面、印刷領域１１６の上面とが、接触して擦れ合う場合、各々の接触面に潤滑性物質をコーティングしたり、潤滑性部材を接着することが好ましい。このようにすることで、マスク１１４ａの寿命を長くすることができる。
【００２８】
次に、スクリーン印刷蔵置１ａの動作手順と動きについて説明する。
まず、基板ｋをテーブル１５にセットし、基板ｋの上面とマスク１１４ａの裏面との間に所定のスナップオフＧを形成するようにして、マスク１１４ａと基板ｋとの位置合わせをする。
次に、図１に示すように、銀ペーストｇをマスク１１４ａの上面に供給した後、スキージ１２の下端がマスク１１４ａの印刷領域１１６の上面に当接するように、スキージ１２を矢印の方向に移動し、銀ペーストｇを開口部１１３に供給する。
【００２９】
そして、図２（ｂ）に示すように、スキージ１２が移動している間、マスク１１４ａや部材１１１の弾性により、スキージ１２は、当接部が下方に湾曲し、マスク１１４は、基板ｋに密着する。この時、マスク１１４ａは、銀ペーストｇの粘性により、基板ｋの上面に付着しようとするが、スキージ１２と同期して移動する磁石ユニット１３の磁力により上方に引き上げられ、マスク１１４ａが基板ｋから離間し、印刷後のマスク１１４ａは、直ちに図２（ａ）に示す初期状態に復元するようになる。
【００３０】
［第２実施形態］
図３と図４に示すように、本発明の第２実施形態のスクリーン印刷装置１ｂは、マスク１１４ｂの印刷領域が、スキージ１２の幅方向に分割されている場合に適用できる装置である。なお、図面では、第１実施形態と同じ構成には、同じ符号を付して、説明は省略する。
【００３１】
スクリーン印刷装置１ｂは、マスク１１４ｂの印刷領域の両側に、スキージ１２の移動方向に連続する厚板部Ｈを形成していて、分割された印刷領域と印刷領域の間にも、スキージ１２の移動方向に連続する厚板部Ｈ１を形成している。このような厚板部Ｈ、Ｈ１を形成することにより、図４の矢印に示すように、マスク１１４ｂを、厚板部Ｈを形成した両側と、厚板部Ｈ１を形成した中央の３か所で引き上げることができる。よって、第１実施形態のスクリーン印刷装置１ａよりも強い磁力で、マスク１１４ｂを基板ｋから引き上げることができ、版離れ性を改善して、高い印刷精度を確保することができる。
【００３２】
また、スクリーン印刷装置１ｂは、スキージ１２の先端において、厚板部Ｈ１と対向する部分に凹状段差を形成している。このような形状にすることにより、スキージ１２と厚板部Ｈ１との干渉を防止することができ、スキージ１２が印刷領域１１６を押圧する力を均一にし、高い印刷精度を確保することができる。
【００３３】
以上、本発明のスクリーン印刷装置について、上記２つの実施形態を用いて説明してきたが、本発明は両実施形態に限定されるものではない。
【００３４】
例えば、本実施形態では、厚板部を含むマスク全体を磁性体としたが、厚板部のみ磁性体とし、その他の部分、すなわち、印刷領域を非磁性体で形成してもよい。具体例としては、印刷領域を非磁性ステンレス薄板で形成し、Ｎｉめっきを非磁性ステンレス薄板上に形成して厚板部とすることもできる。このようにしても、厚板部に強い磁力が発生して、マスクを基板から引き上げることができ、スクリーン印刷装置の版離れ性を改善して、高い印刷精度を確保することができる。
ただし、厚板部を含むマスク全体を磁性体とすると、磁石ユニットを移動させて、厚板部以外を磁力により引き上げることができ、版離れ性をより改善することができる。したがって、厚板部を含むマスク全体を磁性体とすることがより好ましい。
【００３５】
また、本実施形態では、磁極を上下方向に揃えた複数の磁石をスキージの幅方向に配列した一式の磁石ユニットを用いていたが、複数の磁石ユニットの組み合わせにすることもでできる。
具体的には、磁石ユニットをスキージの移動方向に複数列配してもよい。このようにすることで、マスクをより強い磁力で基板から引き上げることができ、版離れ性をより改善することができる。
また、複数の磁石ユニットをスキージの幅方向に並べることもでき、磁石ユニットを厚板部上だけに配するようにして、磁石ユニットを小型にすることもできる。ただし、マスク全体が磁性体である場合、厚板部以外も基板から引き上げるよう磁力を発生させた方が、版離れ性を改善することができる。よって、マスク全体が磁性体である場合には、マスク全体を引き上げる幅の磁石ユニットにすることがより好ましい。
【符号の説明】
【００３６】
１ａ、１ｂ、１ｃ：スクリーン印刷装置
１１：スクリーン
１１２：支持部
１１３：開口部
１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃ：マスク
１１６：印刷領域
１２：スキージ
１３：磁石ユニット
１４：ガイド部
１５：テーブル
Ｇ：スナップオフ
Ｈ、Ｈ１：厚板部
ｋ：基板
ｆ：フラックス
ｇ：銀ペースト
【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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